Echtzeit-Co-Simulation elektromechanischer und elektromagnetischer Stromnetzmodelle

Ziel dieser Arbeit ist es, die Machbarkeit einer Echtzeit-Ko-Simulation von elektromechanischen /Root-Mean-Square (RMS)- und elektromagnetischen Transienten (EMT)-Modellen von Stromversorgungssystemen aufzuzeigen. Zu diesem Zweck wurde ein Ko-Simulations-Framework sowie ein Benchmark-System zur Festlegung von Randbedingungen für die RMS-EMT-Modellierung und -Ko-Simulation entwickelt. Für die Co-Simulation wurde eine Echtzeitmaschine von OPAL-RT mit einem weiteren Echtzeitsimulator des Herstellers RTDS Technologies Inc. gekoppelt. Der OPAL-RT-Simulator arbeitet im RMS- und im EMT-Modus, während der RTDS-Simulator im EMT-Modus läuft. Zur Realisierung der Co-Simulation der beiden Modi über die beiden Plattformen hinweg wurde eine optimierte, latenzarme Hochgeschwindigkeits-Glasfaserschnittstelle entwickelt. Das Nordic Test System wird als beispielhaftes Testnetzwerk verwendet, um einen Teil des gemeinsam simulierten Netzwerks zu bilden. Es werden Erkenntnisse zur Modellierung von diskret-kontinuierlichen „ Energiesysteme “ beschrieben und Randbedingungen festgelegt, um eine genaue Modellierung für die verschiedenen Zeitskalen und Domänen zu gewährleisten. Es werden numerische Ergebnisse einer Echtzeit-Co-Simulation einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HVDC), die im EMT-Modus auf dem RTDS läuft und mit einem Modell des Nordic 32 Test Systems im RMS-Modus auf dem OPAL-RT-Simulator unter Fehlerbedingungen gekoppelt ist, vorgestellt.