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风电机组运行动态数字孪生建模及半物理仿真 被引量:6
1
作者 胡阳 王蔚然 +3 位作者 房方 宋子秋 许昱涵 刘吉臻 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期636-648,共13页
面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求,针对大型风电机组复杂非线性运行特性,提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output,MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical,FDD-HSM)数... 面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求,针对大型风电机组复杂非线性运行特性,提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output,MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical,FDD-HSM)数字孪生建模方法,建立了含物理控制器的风电机组数字孪生半物理仿真系统。推导机组集成动态MIMO-FDD-HSM模型结构;定义可表征机组运行工况的有限差分回归向量,完成全工况下有限差分空间紧致凸划分、参数模型辨识以及非参数模型训练;联合物理控制器搭建风电机组数字孪生仿真系统,开展硬件在环实时仿真。结果表明:该仿真系统具有高精度、实时逼近能力。 展开更多
关键词 风力发电 数字孪生 混合半机理 有限差分域 物理仿真
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数字物理混合仿真系统的建模及理论分析 (二)接口、稳定性与相移分析 被引量:16
2
作者 陈磊 闵勇 +2 位作者 叶骏 李国杰 梁旭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第24期26-29,共4页
基于混合仿真系统的离散动态模型,分析了混合仿真系统稳定的判据。在一个典型的一阶电路中,推导了混合仿真系统无直流稳态误差的条件,并设计了使混合仿真结果与真实解一致的接口算法。分析了步长和接口延时对混合仿真结果相移的影响,推... 基于混合仿真系统的离散动态模型,分析了混合仿真系统稳定的判据。在一个典型的一阶电路中,推导了混合仿真系统无直流稳态误差的条件,并设计了使混合仿真结果与真实解一致的接口算法。分析了步长和接口延时对混合仿真结果相移的影响,推导了相移的近似表达式。仿真步长等于接口延时的2倍时相移最小。通过仿真比较了不同接口算法和积分算法的效果,并验证了理论分析得到的结论。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 混合仿真稳定性 接口算法 接口延时 相移
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数字物理混合仿真系统的建模及理论分析 (一)系统结构与模型 被引量:26
3
作者 陈磊 闵勇 +2 位作者 叶骏 李国杰 梁旭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第23期9-13,共5页
数字物理混合仿真结合了数字仿真和物理模拟的优点,是仿真发展的新方向。接口算法是混合仿真中的关键问题。分析了混合仿真系统的结构,对串行时序和并行时序进行了比较。综述了已有的5种接口方法,并推导出其中4种方法的统一形式。最后... 数字物理混合仿真结合了数字仿真和物理模拟的优点,是仿真发展的新方向。接口算法是混合仿真中的关键问题。分析了混合仿真系统的结构,对串行时序和并行时序进行了比较。综述了已有的5种接口方法,并推导出其中4种方法的统一形式。最后建立了混合仿真系统的离散动态模型,该模型为混合仿真系统的理论分析提供了基础。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 接口算法 理想变压器模型 阻尼阻抗法
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混合动力汽车多能源动力总成控制器硬件在环仿真系统 被引量:11
4
作者 王建强 罗禹贡 +2 位作者 程莺 李克强 连小珉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第16期1478-1480,共3页
利用硬件在环仿真技术,建立混合动力汽车试验台,可以缩短混合动力汽车开发周期,降低开发成本。研制的混合动力汽车多能源动力总成控制器硬件在环仿真系统由动力模拟系统、能量反馈系统、试验台控制系统等部分组成。该系统能够初步实现... 利用硬件在环仿真技术,建立混合动力汽车试验台,可以缩短混合动力汽车开发周期,降低开发成本。研制的混合动力汽车多能源动力总成控制器硬件在环仿真系统由动力模拟系统、能量反馈系统、试验台控制系统等部分组成。该系统能够初步实现混合动力车多工况间模式切换以及功率分配原则的测试和评价,并有效地解决了试验台的通用性问题,为混合动力汽车开发提供了很好的柔性试验平台。 展开更多
关键词 混合动力 试验台 控制策略 硬件在 仿真系统
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基于变电站数字物理混合仿真技术的多级联合仿真培训系统 被引量:20
5
作者 黄文涛 魏文辉 +2 位作者 吴季浩 徐正清 张海青 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第23期95-98,102,共5页
介绍了作者研发的基于变电站数字物理混合仿真技术的多级联合仿真培训系统总体结构、关键技术及实现方法。该系统对变电站内监控系统、保护及测控装置、五防系统等采用现场真实物理设备,而变电站一次设备及其邻近电网采用数字仿真,同时... 介绍了作者研发的基于变电站数字物理混合仿真技术的多级联合仿真培训系统总体结构、关键技术及实现方法。该系统对变电站内监控系统、保护及测控装置、五防系统等采用现场真实物理设备,而变电站一次设备及其邻近电网采用数字仿真,同时采用电磁暂态与全动态电网联合仿真技术,这样既能详细而真实地反映变电站一次设备的行为,又能逼真地再现大电网各类动态过程对变电站的影响。应用该系统可以进行调度、集控站以及变电站运行人员的联合培训和反事故演习,特别是能够有效提高变电站运行人员实际操作的训练效果,并加强变电站人员的电网概念和全局观念。 展开更多
关键词 多级联合仿真培训 变电站仿真 实时仿真 数字物理混合仿真
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基于RTDS的数字与物理混合仿真接口设计与实现 被引量:8
6
作者 蔡海青 郭琦 +5 位作者 张建设 伍文聪 周寅 黄立滨 郭海平 钱坤 《南方电网技术》 北大核心 2015年第11期52-57,共6页
数字物理混合仿真是当今电网仿真的一种新技术,接口是混合仿真技术的核心部分。开展了功率型RTDS与物理模型混合实时仿真接口设计,研究了混合仿真接口特性,提出了四象限功率放大器接口技术路线和接口实施方案,解决了混合仿真接口的关键... 数字物理混合仿真是当今电网仿真的一种新技术,接口是混合仿真技术的核心部分。开展了功率型RTDS与物理模型混合实时仿真接口设计,研究了混合仿真接口特性,提出了四象限功率放大器接口技术路线和接口实施方案,解决了混合仿真接口的关键技术问题,建立了混合仿真接口。通过开展无源物理模型和有源物理模型的混合仿真试验,并与纯数字仿真结果进行比较,验证了接口的精确性和稳定性。 展开更多
关键词 混合仿真 功率硬件在 ITM算法 RTDS仿真 有源物理模型
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电力系统数字物理混合仿真接口算法综述 被引量:29
7
作者 辛业春 江守其 +1 位作者 李国庆 王丽馨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期159-167,共9页
数字物理混合仿真结合了动态物理模拟仿真和实时数字仿真的优点,是进行复杂电力系统研究分析的有效手段;接口算法是保证其闭环稳定性和仿真精确性的关键。文中给出了数字物理混合仿真系统构建的总体结构;对已有接口算法的基本原理、建... 数字物理混合仿真结合了动态物理模拟仿真和实时数字仿真的优点,是进行复杂电力系统研究分析的有效手段;接口算法是保证其闭环稳定性和仿真精确性的关键。文中给出了数字物理混合仿真系统构建的总体结构;对已有接口算法的基本原理、建模方法、存在的问题及其改进方法进行了详细的分析;通过仿真验证了理想变压器模型法、输电线路模型法与阻尼阻抗法的稳定性和精确性性能,并对各类算法的适用领域进行了总结。最后,针对数字物理混合仿真接口算法存在的问题与不足,提出了今后的发展方向和需要解决的关键技术问题。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 接口算法 接口稳定性 仿真精确性
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基于时序分析的数字物理混合仿真技术 (三)稳定性分析 被引量:8
8
作者 叶骏 闵勇 +2 位作者 闵睿 梁旭 李国杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第15期14-18,共5页
基于离散动态模型,对电力一次系统数字物理混合仿真的稳定性进行了研究。将混合仿真理解为一种数值方法,其稳定性由延时系统和离散动态模型的稳定性决定。基于延时微分方程组的理论,分析了延时系统的稳定性及离散动态模型的稳定性,并推... 基于离散动态模型,对电力一次系统数字物理混合仿真的稳定性进行了研究。将混合仿真理解为一种数值方法,其稳定性由延时系统和离散动态模型的稳定性决定。基于延时微分方程组的理论,分析了延时系统的稳定性及离散动态模型的稳定性,并推导了接口稳定性的条件。通过LC二阶电路的混合仿真实验,验证了理论分析的结论。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 稳定性 延时 接口
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多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真技术 被引量:20
9
作者 辛业春 王威儒 +3 位作者 李国庆 王朝斌 江守其 杨洋 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3903-3909,共7页
为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理... 为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理仿真系统的等效阻抗,实现对阻尼阻抗的实时匹配,进而提升数字物理混合仿真系统的稳定性与精确性。提出了一种针对直流电压接口的延时补偿方法,解决功率接口延时补偿问题,降低接口延时带来的仿真误差。搭建了四端柔性直流电网数字物理混合仿真平台验证所提出的接口算法,对混合系统进行不同工况下的仿真试验,结果表明,所提出的数字物理混合仿真方法可以对接口延时进行高效补偿,在传输功率变化、换流站闭锁等情况下可以保证系统稳定运行。 展开更多
关键词 多端柔性直流输电 数字物理混合仿真 阻尼阻抗法 延时补偿
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功率连接型数字物理混合仿真系统 (一)接口算法特性 被引量:30
10
作者 胡昱宙 张沛超 +1 位作者 方陈 包海龙 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期36-41,共6页
功率连接型数字物理混合仿真结合了实时数字仿真和动态物理模拟的优点,是未来研究新能源发电和储能设备物理特性和接入技术的关键手段。接口算法是功率连接型混合仿真系统的关键技术。文中从稳定性和精确性2个方面,研究并建立了功率连... 功率连接型数字物理混合仿真结合了实时数字仿真和动态物理模拟的优点,是未来研究新能源发电和储能设备物理特性和接入技术的关键手段。接口算法是功率连接型混合仿真系统的关键技术。文中从稳定性和精确性2个方面,研究并建立了功率连接型混合仿真系统的接口特性。对阻抗阻尼接口进行了化简,分析了简化阻尼阻抗接口和理想变压器接口的稳定性。分析了简化阻尼阻抗接口对数字仿真系统精确性的影响,得出在阻抗匹配时阻尼阻抗法不受接口延迟影响的透明特性。针对物理模拟系统无源和有源2种情况,分析了简化阻尼阻抗接口和理想变压器接口对物理被试系统精确性的影响,得出理想变压器接口带有源负载能力优于阻尼阻抗接口的结论。根据理论分析结果,给出了在各种情况下选择接口算法的原则。 展开更多
关键词 功率连接型数字物理混合仿真 接口算法 理想变压器模型接口 阻尼阻抗接口
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基于CAN通信的混合动力系统硬件在环仿真实验 被引量:13
11
作者 胡建军 赵玉省 秦大同 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期300-304,共5页
以ISG型轻度混合动力系统为研究对象,构建了dSPACE环境下的混合动力系统硬件在环仿真实验平台,进行了基于CAN通信的混合动力系统动力总成控制器的硬件在环仿真实验,对混合动力系统启动、加速助力、匀速充电等不同工况的动态特性进行了... 以ISG型轻度混合动力系统为研究对象,构建了dSPACE环境下的混合动力系统硬件在环仿真实验平台,进行了基于CAN通信的混合动力系统动力总成控制器的硬件在环仿真实验,对混合动力系统启动、加速助力、匀速充电等不同工况的动态特性进行了仿真实验和分析。 展开更多
关键词 混合动力系统 控制 CAN 硬件在仿真
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基于时序分析的数字物理混合仿真技术(二)收敛性与准确性分析 被引量:7
12
作者 叶骏 闵勇 +2 位作者 闵睿 梁旭 李国杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期17-22,共6页
基于离散动态模型,对电力一次系统数字物理混合仿真的收敛性和准确性进行了研究。将混合仿真理解为一种数值方法,通过对离散动态模型的误差分析,得到了混合仿真的收敛性结论。混合仿真的准确性主要由混合仿真所收敛到的延时系统决定。... 基于离散动态模型,对电力一次系统数字物理混合仿真的收敛性和准确性进行了研究。将混合仿真理解为一种数值方法,通过对离散动态模型的误差分析,得到了混合仿真的收敛性结论。混合仿真的准确性主要由混合仿真所收敛到的延时系统决定。推导了交流稳态下混合仿真的理论解和接口的功率折算关系,并通过混合仿真实验验证了理论分析的结论。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 收敛性 准确性 接口
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ISG混合动力再生制动系统硬件在环仿真 被引量:9
13
作者 秦大同 杨阳 +2 位作者 詹迅 胡建军 杨亚联 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期1-5,共5页
再生制动可显著降低燃油消耗从而降低废气排放,是混合动力汽车的重要工作模式之一.以ISG型混合动力长安轿车为原型,进行了基于制动能量分配控制策略的整车制动动力学建模与离线仿真,并在ISG型混合动力系统上构建了dSPACE环境下的再生制... 再生制动可显著降低燃油消耗从而降低废气排放,是混合动力汽车的重要工作模式之一.以ISG型混合动力长安轿车为原型,进行了基于制动能量分配控制策略的整车制动动力学建模与离线仿真,并在ISG型混合动力系统上构建了dSPACE环境下的再生制动试验平台,进行了基于再生制动控制策略的硬件在环仿真,对不同车速、制动强度、变速器档位和离合器状态下的再生制动系统性能进行了测试与分析,为优化混合动力汽车再生制动控制策略奠定了基础. 展开更多
关键词 混合动力系统 再生制动 控制策略 硬件在仿真
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数字-物理模型互联方法及混合仿真系统稳定性研究 被引量:12
14
作者 钱珞江 叶飞 钟启迪 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期45-48,共4页
现代电力系统通常包含高压直流输电(HVDC)或灵活交流输电(FACTS)等由开关器件构成的高频元件,单一实时数字模型因其离散性而受仿真截止频率限制,无法准确模拟这类元件的高频响应过程,目前最有效的仿真措施是建立包含这类高频元件物理模... 现代电力系统通常包含高压直流输电(HVDC)或灵活交流输电(FACTS)等由开关器件构成的高频元件,单一实时数字模型因其离散性而受仿真截止频率限制,无法准确模拟这类元件的高频响应过程,目前最有效的仿真措施是建立包含这类高频元件物理模型的数字-物理互联混合模型。根据电路替代定理提出节点电压重叠互联方法,即在数字模型中将接口点电压变量通过D/A转换输出通道形成物理模型中的电压源替代支路,又将该物理支路的电流变量通过A/D转换输入数字模型中形成接口支路的替代电流源,从而实现数字-物理模型的互联;从系统稳定性的角度对基于该方法互联的混合仿真模型进行了理论分析,证明混合仿真模型为有条件数值稳定系统且推导出模型的稳定条件判别式;最后,通过混合仿真实验验证了理论分析结果的正确性。 展开更多
关键词 数字模型 物理模型 互联 混合仿真 稳定性
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履带式混合动力车辆控制策略硬件在环仿真 被引量:7
15
作者 张承宁 吴静波 +1 位作者 邹渊 李军求 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期790-794,共5页
采用硬件在环仿真的方法验证履带式混合动力车辆控制策略的可行性.结合车辆结构形式和DC-DC变换器控制方法,在功率跟踪控制策略基础上,提出一种基于电压控制的履带式混合动力车辆控制策略.采用真实的驾驶员操纵设备和整车控制器,通过建... 采用硬件在环仿真的方法验证履带式混合动力车辆控制策略的可行性.结合车辆结构形式和DC-DC变换器控制方法,在功率跟踪控制策略基础上,提出一种基于电压控制的履带式混合动力车辆控制策略.采用真实的驾驶员操纵设备和整车控制器,通过建立的车辆驱动系统模型在dSPACE中实时运算模拟实现被控对象及外界环境,构建包括CAN通信在内的控制策略硬件在环仿真平台,对提出的控制策略进行硬件在环仿真实验.仿真结果表明,该控制策略可行并能很好地满足驾驶员的操作需求. 展开更多
关键词 控制策略 履带式混合动力车辆 硬件在仿真
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混合动力汽车控制策略硬件在环仿真开发平台 被引量:8
16
作者 邢杰 何洪文 孙逢春 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期887-890,共4页
为提高混合动力系统仿真的精度,有效开发控制策略,提出了一种硬件在环的混合动力系统实时仿真开发平台.建立了混合动力系统的动态模型,搭建了包含实车控制器的驾驶员硬件在环实时仿真平台.针对一款ISG混合动力汽车进行了仿真实验.结果表... 为提高混合动力系统仿真的精度,有效开发控制策略,提出了一种硬件在环的混合动力系统实时仿真开发平台.建立了混合动力系统的动态模型,搭建了包含实车控制器的驾驶员硬件在环实时仿真平台.针对一款ISG混合动力汽车进行了仿真实验.结果表明,建立的实时仿真系统能比较准确地模拟实车特性,取得了良好的效果. 展开更多
关键词 硬件在仿真 驾驶员在环 快速原型开发 混合动力控制策略
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功率连接型数字物理混合仿真系统(二)适应有源被试系统的新型接口算法 被引量:12
17
作者 胡昱宙 张沛超 +1 位作者 包海龙 方陈 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期76-81,共6页
将实时数字仿真技术和动态物理模拟技术结合起来,可以对含可再生能源和储能的微网系统进行研究与测试。由于被试系统为有源系统,对混合仿真系统的接口算法提出了更高的要求。针对简化阻尼阻抗接口,设计了一种适用于有源被试系统的阻抗... 将实时数字仿真技术和动态物理模拟技术结合起来,可以对含可再生能源和储能的微网系统进行研究与测试。由于被试系统为有源系统,对混合仿真系统的接口算法提出了更高的要求。针对简化阻尼阻抗接口,设计了一种适用于有源被试系统的阻抗跟踪算法,实现了实时阻抗匹配。提出了一种新的混合接口模型,新接口用理想变压器接口构成前向驱动器,以激励物理模拟系统;由简化阻尼阻抗接口构成反向观测器,以获得精确的数字仿真结果。MATLAB仿真表明,对于有源被试系统,新接口算法兼顾了简化阻尼接口算法对数字仿真系统的"透明性"以及理想变压器接口的带有源负载能力。 展开更多
关键词 功率连接型数字物理混合仿真 阻尼阻抗接口 理想变压器模型接口 阻抗匹配 有源负载
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柔性直流输电系统数字物理混合仿真改进阻尼阻抗接口算法 被引量:10
18
作者 辛业春 江守其 +2 位作者 李国庆 王振浩 王丽馨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期90-97,共8页
针对功率接口引起的稳定性和精确性问题,提出了一种适用于基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)系统数字物理混合仿真的改进阻尼阻抗接口算法。根据MMC中功率器件断态电阻通常远大于通态电阻的特性,简化了阻抗计算过程,并采... 针对功率接口引起的稳定性和精确性问题,提出了一种适用于基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)系统数字物理混合仿真的改进阻尼阻抗接口算法。根据MMC中功率器件断态电阻通常远大于通态电阻的特性,简化了阻抗计算过程,并采用绝对稳定且精度较高的梯形积分法对子模块电容进行离散化,实现了MMC正常运行工况下阻尼阻抗接口算法阻抗的高效匹配;结合MMC闭锁运行时的特点,提出了其闭锁时阻抗的实时匹配方法;基于傅里叶分解重构电压信号的方法实现了接口延时补偿控制,以提高系统的仿真精度。在PSCAD/EMTDC中建立了基于所提接口算法的双端MMC-HVDC数字仿真系统,对不同运行工况进行了仿真,结果表明改进阻尼阻抗接口算法可以保证混合仿真系统在不同扰动下稳定运行,且有功功率最大相对误差小于1.5%,具有优越的稳定性和精确性性能。 展开更多
关键词 数字物理混合仿真 模块化多电平换流器 阻尼阻抗法 阻抗实时匹配 接口延时补偿
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混合动力汽车整车控制策略建模及硬件在环仿真 被引量:6
19
作者 杜常清 甘雯雯 +1 位作者 张佩 沈姝 《汽车技术》 北大核心 2016年第12期31-36,共6页
采用基于模型的方法进行混合动力整车控制策略开发,建立了系统连接、模式判定、转矩计算以及故障诊断等模块。基于Simulink环境对整车控制策略进行分层次建模,使整车控制策略的逻辑更清晰、调试更便利。搭建了基于d SPACE的硬件在环仿... 采用基于模型的方法进行混合动力整车控制策略开发,建立了系统连接、模式判定、转矩计算以及故障诊断等模块。基于Simulink环境对整车控制策略进行分层次建模,使整车控制策略的逻辑更清晰、调试更便利。搭建了基于d SPACE的硬件在环仿真平台,对硬件在环测试过程进行了分析。测试结果表明,所设计的整车控制器能够控制车辆按照预期情况完成加减速、模式切换等各项操作,验证了该整车控制器逻辑的正确性以及硬件在环系统在产品研发过程中的优越性。 展开更多
关键词 混合动力汽车 整车控制策略 硬件在仿真
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计及损耗的混合励磁电机建模与硬件在环实时仿真系统 被引量:6
20
作者 曹阳 刘旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期4657-4665,共9页
由于混合励磁电机在传统建模时很少考虑电机运行中的损耗,导致电机实时模型仿真与实验存在较大误差。为了解决这一问题,该文提出一种计及铁耗、铜耗以及永磁体损耗的混合励磁电机建模方法。应用神经网络建立混合励磁电机模型,并在此基... 由于混合励磁电机在传统建模时很少考虑电机运行中的损耗,导致电机实时模型仿真与实验存在较大误差。为了解决这一问题,该文提出一种计及铁耗、铜耗以及永磁体损耗的混合励磁电机建模方法。应用神经网络建立混合励磁电机模型,并在此基础上加入损耗计算,从而得到一种计及损耗的混合励磁电机实时仿真模型。以12槽10极混合励磁开关磁链永磁电机为例,在dSPACE中搭建电机与逆变器模型,从而构成硬件在环仿真平台。实验结果表明,与未计及损耗的混合励磁电机模型相比,计及损耗的混合励磁电机相电流幅值的仿真精度在轻载与重载时,分别最大提高了5.7%和12.5%。 展开更多
关键词 混合励磁电机神经网络 损耗模型 硬件在仿真
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