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RT20 |HYPERSIM :为魁北克水电公司基于IEC 61850标准的变电站数字化项目进行网络物理能源系统的联合仿真

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2020-06-18

RT20 |HYPERSIM :为魁北克水电公司基于IEC 61850标准的变电站数字化项目进行网络物理能源系统的联合仿真

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  本报告探讨了如何利用HYPERSIM 对网络物理能源系统进行协同仿真 ,作为依据IEC 61850标准推进输电变电站数字化以及维持纠正措施方案(RAS)的一部分。其目标是针对一系列综合研究,同时分析电力、电信和网络安全领域之间的相互作用。
魁北克水电公司(Hydro-Québec)下属的研究机构IREQ开展的这一创新项目,支持Hydro-Québec TransÉnergie在仿真 及综合性能研究方面关于系统融合与自动化发展的愿景。该项目由内部的自动化(IEC 61850模型、算法和硬件,以及融合愿景)、电信(架构)、网络安全和系统研究团队共同领导。
HYPERSIM 是协同平台仿真 的核心。 该平台用于仿真 模拟电力系统的实时行为以满足各种时域分析场景的需求,通过根据标准集成数据模型来生成和接收 IEC 61850 信号,并确保在硬件在环(HIL)环境中实现自动化设备的连接。
在项目第一阶段,针对发电拒载和远程负荷切除(RAS)的分析,构建整个协同仿真 系统的过程中面临诸多技术挑战。这些挑战包括:(1) 构建HYPERSIM 模型,特别是根据 IEC 61850 标准设计或调整详细模型,同时保证实时性能; (2) 建立用于在“离散事件”时域模式下模拟局域网(LAN)和广域网(WAN)设备通信基础设施的模型和工具;以及 (3) 创建算法的数值模型,并通过在HYPERSIM 和通信系统中集成其IEC 61850 SCL文件,将其连接到硬件在环(HIL)系统中。
这些结果使我们能够利用一台16核计算机,对大型电力系统中的发电拒收和远程负荷切除场景进行研究。电压和频率的动态表现与预期设置相符。 电信领域的干扰可在电力系统和RAS中进行分析。
当前及未来的步骤包括扩展至其他RAS功能,在HIL中增加用于负荷切除的模块,以及改进仿真器 中IEC 61850数据模型的集成。
该项目对Hydro-Québec TransÉnergie的预期效益包括:
• 分析涉及网络安全的通信中断问题,从而阐明避免数字化RAS遭受入侵的战略价值
• 提前发现设计问题
• 通过全面测试缩短RAS部署时间(发电拒收和远程限载)
• 协助系统融合与自动化开发计划愿景阶段中所有项目的架构设计流程和概念验证
• 提供可同时进行分析和全面测试的全新电力系统全面优化手段

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