Программно-технический комплекс RTDS

ОАО «ВНИИР» выполняет работы по исследованию действия терминалов релейной защиты и автоматики, устройств управления силовой электроники с рассмотрением поведения электроэнергетической системы, в которую они включаются, на базе программно-технического комплекса RTDS (Real-Time Digital Simulator) фирмы RTDS Technologies Inc. (Канада).

RTDS – это специализированный комплекс, предназначенный для изучения стационарных режимов и электромагнитных переходных процессов в электроэнергетической системе (ЭС) в реальном масштабе времени. Исследования ЭС высокого напряжения переменного (HVAC) и постоянного (HVDC) тока выполняются путем цифрового моделирования процессов с использованием алгоритмов, аналогичных тем, что используются в программах типа EMTP (Electromagnetic Transients Program).

RTDS позволяет решать следующие задачи:

  • полный цикл проверки релейной защиты, единой защиты и схем управления;
  • полный цикл проверки систем управления для HVDC, SVC, TCSC и синхронных машин;
  • разработка устройств FACTS и связанных с ней средств управления;
  • изучение работы систем переменного тока, включая режим генерации и передачи электрической энергии;
  • исследование взаимодействия оборудования для энергетики;
  • изучение взаимодействия между объединенными AC/DC системами;
  • обучение и тренировка инженерно-технического персонала объектов электроэнергетики.



RTDS и взаимодействие его составных частей и внешнего оборудования

Через устройства ввода-вывода к RTDS подключается различное внешнее оборудование, такое как измерительные устройства, релейная защита и контроллеры, например, устройства управления регулируемых электроприводов или управляемых компенсаторов реактивной мощности. При этом условия функционирования подключенного оборудования соответствуют реальным условиям. Это позволяет тестировать функционирование устройств без их включения в реальную энергосистему.

Программное обеспечение RTDS включает в себя мощный и дружественный графический интерфейс пользователя RSCAD. Этот программный пакет разработчика обеспечивает полный набор графических интерфейсов для работы с RTDS. Подготовка моделей электроэнергетических систем, для последующего их запуска на RTDS, осуществляется в графическом интерфейсе пользователя RSCAD. В случаях моделирования больших электроэнергетических систем, могут использоваться файлы других программ. Этим общим форматом ввода данных является формат файлов PTI программного комплекса PSS/E, использующегося во ВНИИР для моделирования и анализа потоков, напряжений и потерь в электроэнергетических системах.

Модели электрических систем формируются из моделей отдельных элементов. Важнейшим преимуществом RTDS является возможность представить в модели электрической системы, в частности, средства релейной защиты, автоматики и управления как в виде запрограммированных внутренних блоков RTDS, так и в виде реальных терминалов (контроллеров), которые соединяются с симулятором через аналоговые и цифровые порты ввода - вывода.

В качестве примера использования RTDS на рисунке приведены результаты моделирования режимов электроэнергетической системы и исследование действия терминала релейной защиты REL 670 для случая асинхронного режима. В процессе опытов регистрировались:

  • все измеряемые фазные токи и напряжения,
  • все сигналы цифровых входов и выходов терминала.





Моделирование режима асинхронного хода ЭС и проверка действия защит с помощью RTDS

Благодаря использованию RTDS в течение короткого времени был проведен анализ при задании более 20 режимов электроэнергетической системы и выбраны оптимальные уставки терминала.