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Dokumentenidentifikation DE69133132T2 18.06.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0445713
Titel Simulator für ein elektrisches Leistungssystem
Anmelder The Tokyo Electric Power Co., Inc., Tokio/Tokyo, JP;
Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Taoka, Hisao, 8-Chome, Hyogo-Ken, JP;
Iyoda, Isao, Tokyo, JP;
Noguchi, Hideo, Hyogo-Ku, Hyogo-Ken, JP;
Kojima, Yukio, 2-Chome, Tokyo, JP;
Warashina, Shigeru, 2-Chome, Tokyo, JP;
Sato, Nobuyuki, 2-Chome, Tokyo, JP
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69133132
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.03.1991
EP-Aktenzeichen 911032654
EP-Offenlegungsdatum 11.09.1991
EP date of grant 16.10.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.06.2003
IPC-Hauptklasse G06F 17/50

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Simulator, der in Echtzeit dynamische Phänomene eines großen elektrischen Energieversorgungssystems simuliert, sie dabei analysiert und darüber hinaus einen Funktionstest jedes Elements des elektrischen Energieversorgungssystems durchführt.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Bislang sind zwei Arten von Simulatoren hinlänglich bekannt, die ein elektrisches Energieversorgungssystem simulieren. Einer ist von der analogen Art, die viele Vorrichtungen kombiniert, von denen jede jedes Element des elektrischen Energieversorgungssystems simuliert, beispielsweise, wie im Katalog der Firma Kansai Electric Power aufgezeigt ist "Advanced Power wer System Analyzer APSA", und der andere ist von der digitalen Art, die jedes Element mit einem großen Allzweckrechner mittels einer Berechnungsgleichung analysiert.

Der herkömmliche Simulator der analogen Art kann das große, reale elektrische Energieversorgungssystem nicht simulieren, und darüber hinaus ist es praktisch unmöglich, eine Zustandsänderung des elektrischen Energieversorgungssystems zu simulieren, da es enorme Arbeitsbelastungen abverlangt. Um es deutlicher auszudrücken, simuliert der analoge Simulator das elektrische Energieversorgungssystem mit einem Miniaturmodell, das faktisch mit Elementen des elektrischen Energieversorgungssystems ausgestattet ist wie Generatoren, AVRs (automatische Spannungsregler), Stromerzeugungssteuervorrichtungen wie Regler, Transformatoren, Lasten, SVCs (Static Var Compensators) und Übertragungsleitungen. Da somit ein Umfang des zu simulierenden elektrischen Energieversorgungssystems größer wird, nimmt auch das Miniaturmodell einen größeren Raum ein. Um beispielsweise ein dreißig Generatoren umfassendes elektrisches Energieversorgungssystem zu simulieren, nimmt der oben angegebene APSA für nur einen Simulator einen Bereich ein, der 700 m² groß ist, somit besteht eine Grenze für einen Belegungsbereich zur Simulierung des groß ausgelegten elektrischen Energieversorgungssystems. Wenn Verdrahtungsänderungen des elektrischen Energieversorgungssystems simuliert werden sollen, wird es darüber hinaus notwendig, die Anschlüsse des Simulators zu ändern, und dies wirft wieder mühsame und umfangreiche Arbeitsbelastungen auf.

Während der herkömmliche digitale Simulator ein paar zentrale Prozessoreinheiten, CPUs, aufweist, um Differenzialgleichungen zur Simulierung von Elementen wie einem Generator, Erregersystem, PSS (Stromversorgungsstabilisator) und Reglersystem zu analysieren, verwendet der Simulator entweder eine Stapellösung, die eine das ganze System ausdrückende Gleichung löst, oder eine aufgeteilte Lösung, die der Reihe nach jede Gleichung löst, die jedes Element darstellt ("High Speed Transient Stability Calculation Method suitable forArray Processot" Institut der japanischen Elektroingenieure, Abhandlungen, Sonderband B, Artikel Nr. 59-B36, S. 297-304, Mai 1984).

Beide Lösungen beanspruchen jedoch viel Verarbeitungszeit, da die Stapellösung eine große Gleichung auf einen Schlag lösen muss, während die aufgeteilte Lösung jede andere Verarbeitung anhalten muss, um eine Gleichung während ihres Lösungsvorgangs zu lösen. Somit können es beide Lösungen nicht mit der Echtzeitsimulation des realen elektrischen Energieversorgungssystems aufnehmen. Darüber hinaus berechnet der digitale Simulator die Differenzialgleichung, um das Element des elektrischen Energieversorgungssystems wie im Fall des oben erwähnten analogen Simulators auszudrücken, aber man nimmt an, dass aufgrund der notwendigen Bündelberechnung eine Analyse eines höchst schnellen Phänomens selbst mit einem dezentralisierten Rechner schwierig durchzuführen und darüber hinaus ein Fehler nicht zu vermeiden ist, wenn ein echtes Phänomen in einer Gleichung nachgebildet wird.

Nun ist die Simulierung eines elektrischen Energieversorgungssystems eine Aufgabe, abwechselnd zwei Gleichungssätze in Zeitreihe zu lösen, und zwar eine Differenzialgleichung, die die Arbeitskennlinien jedes Elements berechnet, aus dem das System aufgebaut ist, wie Generator, Erregersystem, PSS, Reglersystem und ein Drehbewegungssystem, und eine Netzgleichung, die eine Beziehung zwischen einem Bus und einer Übertragungsleitung ausdrückt.

Fig. 1 ist ein Zeitablaufdiagramm, das alle Prozesse des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators darstellt, die in der oben genannten "High Speed Transient Stability Calculating Method suitable for Array Processor" aufgezeigt sind.

Schritt S41 ist ein Initialisierungsprozess, Schritt S21 bis Schritt S23 sind Prozesse der Netzberechnung des elektrischen Energieversorgungssystems, Schritt S101 bis Schritt S105 sind Prozesse zur Berechnung der Generatorarbeitskennlinien, und Schritt 545 und 546 sind diesem Verfahren eigene Prozesse.

Das Vorgehen dieses Zeitablaufdiagramms ist wie folgt.

Zuerst wird nach dem Initialisierungsschritt S41 eine Berechnung bezüglich eines Generatorbusses (Schritt S21) bzw. eine Berechnung bezüglich eines Nicht-Generatorbusses (Schritt S22) durchgeführt. In diesem Zeitablaufdiagramm wird die Netzberechnung des elektrischen Energieversorgungssystems durchgeführt, indem eine sogenannte Konstantstromkennlinie des Verbrauchs eines Konstantstroms und keine nichtlineare Kennlinie einer Last, z. B. einer angelegten Spannung, berücksichtigt wird. Somit erhält man, wie in den Schritten S21 bis S23 gezeigt, durch wiederholte Berechnung eine Lösung. Und zwar wird Fokussierung oder Nichtfokussierung im Schritt S23 entschieden, und im Falle von Nichtfokussierung kehrt der Prozess zu Schritt S21 zurück.

Wird im Schritt S23 Fokussierung entschieden, erhält man eine Generatorausgangsspannung und -anschlussspannung. Gemäß den Entscheidungen in Schritt S45 und 546, wenn zum zweiten Mal oder öfter fokussiert wird, endet der Prozess, oder es wird, wenn das nicht der Fall ist (erstmalige Fokussierung), eine Generatorarbeitskennlinie mittels der Information über Generatorausgangsstrom und -anschlussspannung in Schritt S101 bis S105 berechnet. Und zwar wird jeweils eine Berechnung eines Drehbewegungssystems (Schritt S101), eine PSS-Berechnung (Schritt S102), eine Berechnung eines Erregersystem (Schritt S103), eine Berechnung eines Reglersystem (Schritt S104), und eine Berechnung einer Generatorgleichung (Schritt S105) durchgeführt. Unter Verwendung von Daten einer Amplitude und einer Phase einer generatorintern induzierten Spannung, die aus diesen Berechnungen erhalten wird, kehrt der Prozess zu Schritt S21 zurück, um die Netzberechnung des elektrischen Energieversorgungssystems noch einmal durchzuführen.

Zusätzlich werden im Ablaufdiagramm von Fig. 1 die Prozesse von "START' bis "ENDE' in einem Integrationszeitschritt durchgeführt, und durch zyklisches Wiederholen des Prozesses jedes Integrationszeitschritts wird eine Zustandsänderung des elektrischen Energieversorgungssystems der Reihe nach berechnet.

Nun wird bei der Berechnung des Drehbewegungssystem im Schritt S101 eine Generatorrotorposition Θ berechnet, indem eine Phase δ als eine Variable eingeführt wird, die die Gleichung erfüllt

Θ = ω&sub0;t + δ

wie beispielsweise aufgezeigt ist in "Analytical Theory of Electric Power System" (S. 294-299, verfasst von Sekine, veröffentlicht von Denki-Shoin, 1971), in der ω&sub0; eine theoretische Winkelgeschwindigkeit in einem Wechselstromsystem ist. In einem gewöhnlichen Wechselstromsystem drehen sich alle Generatoren mit einer fast theoretischen Winkelgeschwindigkeit. Somit ist bekannt, dass die Phase 8 im Bereich von -360nº bis +360nº bleibt, und da besteht kein Problem. Läuft ein Generator hingegen aus der Reihe, so dass eine Drehgeschwindigkeit erhöht ist, oder wenn der Generator in angehaltenem Zustand ist, dann nimmt die Phase 8 rasch zu oder ab. In diesem Fall tritt rein theoretisch kein Problem auf, in einer digital numerischen Berechnung jedoch schon.

In einem Computersystem wird ein numerischer Wert im allgemeinen mit "A·10B" ausgedrückt, wobei das System für gewöhnlich Zahlen verarbeitet, die jeweils aus einer Mantisse A und einem Exponenten B zusammengesetzt sind. Aber in dem Computersystem werden tatsächlich Hexadezimalzahlen verwendet, dennoch wird der Vereinfachung.halber die Berechnung mit Dezimalzahlen erklärt.

Beispielsweise wird in einem Computersystem, das eine Mantisse A aus vier Zahlzeichen und einen Exponenten B aus zwei Zahlzeichen verarbeitet, eine Dezimalzahl "58325" durch 5833·10¹ ausgedrückt, und diese wird als Zahl "583301" behandelt. Deshalb werden in dem Fall, dass die Phase δ gleich "58325" oder "58333" ist, beide Zahlen im Computersystem als "583301" behandelt. Somit muss die Differenz zwischen beiden Zahlen rein theoretisch "8" sein, wird im Computersystem aber "0". Wenn das Hochlaufen oder der Stopp des Generators lang anhält, verarbeitet der herkömmliche digitale elektrische Energieversorgungssystemsimulator manchmal, wie oben dargelegt, Daten jenseits des Bereichs signifikanter Zahlen des Computersystems und wird unfähig, genaue Berechnungen durchzuführen und kann das System nicht simulieren.

Wie vorstehend erwähnt, wenn eine Simulation des Zustands eines langanhaltenden Generatorhochlaufens, eine Simulation eines einen angehaltenen Generators umfassenden Systems oder eine Simulation eines Systems, das zwei Wechselstromsysteme unterschiedlicher Frequenzen umfasst, das mit einen Gleichstromübertragungssystem verbunden ist, vom herkömmlichen digitalen elektrischen Energieversorgungssystemsimulator durchgeführt wird, dann wird der Wert der Phase δ ungewöhnlich hoch und fällt in den Bereich eines numerischen Berechnungsfehlers des Computersystems, und dies sperrt manchmal die Berechnung, d. h. die Simulation des Computersystems.

Darüber hinaus werden im herkömmlichen elektrischen Energieversorgungssystemsimulator, wie im Ablaufdiagramm von Fig. 1 gezeigt ist, für die Netzberechnung des elektrischen Energieversorgungssystems wiederholte Berechnungen verwendet, wodurch eine Betriebszeit verlängert wird, und eine Anzahl an Wiederholungsmalen bis zur Fokussierung sich je nach einem anderen Zustand unterscheidet, wodurch das Problem einer nicht konstanten Betriebszeit hervorgerufen wird. Deshalb war es schwierig, beispielsweise die sogenannte Echtzeitsimulation durchzuführen, die die Berechnung in einem konstanten Zeitintervall vorrücken lässt. Darüber hinaus bestehen im sogenannten Schwellenwertbetrieb, wie es der Fall eines Spannungsinstabilitätszustands ist, Probleme derart, dass die Fokussierfähigkeit herabgesetzt ist und die Anzahl der Berechnungswiederholungen erhöht, und manchmal der Fall von Nichtfokussierung auftritt.

Darüber hinaus werden im herkömmlichen elektrischen Energieversorgungssystemsimulator, der das Verfahren des Ablaufdiagramms von Fig. 1 ausführt, alle Verarbeitungen von einer Recheneinheit vorgenommen, und somit wird die Zeitverwaltung, d. h. Verarbeitungen in jedem vorbestimmten Zeitintervall, relativ einfach durchgeführt, aber eine zur Berechnung notwendige Zeit verlängert. Da die Verarbeitungen von Schritt S101 bis S105 besonders an jedem Generator durchgeführt werden müssen, wird, wenn eine Anzahl an Generatoren zunimmt, eine Verarbeitungszeit von Schritt S101 bis S105 länger. Zusätzlich bestehen Probleme derart, dass, wenn die Anzahl an Generatoren zunimmt, die Zeitverwaltung schwieriger und die Echtzeitsimulation gesperrt wird.

Als ein Anwendungsbeispiel des zuvor genannten dezentralisierten Rechners, schlägt die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1-245493 (1989) offenbarte Erfindung einen Simulator der digitalen Art vor, der zu Schnellverarbeitung fähig ist.

In der in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1-245493 (1989) offenbarten Erfindung wird ein dezentralisierter Rechner mit mehreren CPUs 61 verwendet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und eine unterschiedliche Gleichung, die jedes Element des elektrischen Energieversorgungssystem ausdrückt, wie Generator, Erregersystem, PSS oder ein Reglersystem wird jedem der mehreren CPUs 61 zugeteilt. Dann werden alle Berechnungsverarbeitungen geteilt durch alle Elemente dezentralisiert von jeder CPU 61 verarbeitet, wodurch die Belastung jeder CPU erleichtert wird und die Berechnungen insgesamt mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können.

Übrigens bezeichnet die Bezugszahl 62 eine Kommunikationsleitung, die den Raum zwischen jeweiligen CPUs 61 verbindet.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Vorgänge bezüglich eines Busses zeigt, der eines der Elemente des elektrischen Energieversorgungssystems beim Simulator der Erfindung ist, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1-245493 (1989) offenbart ist. Übrigens umfasst der Bus einen Generatorbus, der direkt an den Generator angeschlossen ist, und einen Nicht-Generatorbus, der nicht direkt an den Generator angeschlossen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann eine Aufgabe, eine Lösung der Differenzialgleichung zu erhalten, die von jeder CPU 61 ausgeführt wird, eine Aufgabe der Berechnung bezüglich des elektrischen Systems jedes Generatorbusses (PSS 33, Erregersystem 34, Generator 35) und eine Aufgabe der Berechnung bezüglich des mechanischen Systems jedes Generatorbusses 31 (Drehbewegungssystem 36, Reglersystem 37) parallel ausgeführt werden. Die Aufgabe der Berechnung bezüglich jedes Elements des elektrischen Systems und derjenigen des mechanischen Systems werden von den CPUs 61 jedoch unabhängig durchgeführt, und somit ist ein Datenaustausch zwischen beiden Aufgaben notwendig. Im übrigen erfordert eine Verarbeitung auf dem Nicht-Generatorbus 32 keine Kommunikation mit einer Berechnungsaufgabe der Arbeitskennlinien des Generatorbusses 31.

Auf diese Weise wird eine Netzgleichung 38, die für eine Beziehung zwischen den Bussen steht, unter Verwendung der Ergebnisse der dezentralisierten Verarbeitungen der jeweiligen CPUs 61 berechnet und indem Daten 39 zwischen den Bussen übertragen werden, bis eine Fokussierung bei jeder CPU 61 stattfindet.

Beim herkömmlichen Simulator, der den oben genannten dezentralisierten Rechner verwendet, wird jeder CPU 61 jede unterschiedliche Gleichung, die jedes Element des elektrischen Energieversorgungssystems ausdrückt, zugewiesen, wodurch jeweilige Berechnungen an jedem Element des elektrischen Energieversorgungssystems dezentralisiert werden, um eine Bearbeitungszeit zu verkürzen. Andererseits wird jedoch eine Lösung der Netzgleichung erhalten, indem ein Systemzustand gelöst wird, der durch eine lineare Gleichung mit dem LU-Analysenverfahren oder dem Newton-Raphson- Verfahren ausgedrückt wird. Wenn beispielsweise ein Generator und eine Last im allgemeinen als äquivalente Stromquellen betrachtet und der Systemzustand mit dem folgenden linearen Gleichungssystem ausgedrückt wird:

I = YV

wobei I Strom

Y Leitwert

V Spannung ist,

dann wird der Systemzustand mit dem LU-Analysenverfahren gelöst, das den Strom I als bekannte Größe und die Spannung V als unbekannte Größe betrachtet.

Daneben werden auch manch andere Algorithmen in Erwägung gezogen, die die Gleichung mit dem dezentralisierten Rechner lösen, aber es wäre falsch zu sagen, dass die Fähigkeit des dezentralisierten Systems zur Schnellanalyse am besten ausgenützt wird, selbst wenn irgendein Verfahren verwendet wird.

Zusätzlich weist der herkömmliche digitale Simulator ein Problem bei der Mensch-Maschine-Vorrichtung auf. Beispielsweise kann der Simulator kein Zwischenergebnis einer Analysenberechnung des elektrischen Energieversorgungssystems ausgeben und besitzt nur am Ende der Berechnung eine Funktion des Ausgebens des Analysenergebnisses im Format einer Tabelle oder Graphik. Dies rührt direkt daher, dass die Logikeinheit nicht in der Lage ist, die Analysenberechnung anzuhalten oder das Berechnungsergebnis zwischenauszugeben, aber abgesehen davon wird angenommen, dass aufgrund einer langsamen Geschwindigkeit der Analysen berechnung, ein Bediener keinen Sinn in der Echtzeit sehen und auch keine Notwendigkeit empfinden könnte, außer, dass die Mensch-Maschine-Vorrichtung das Analysenergebnis ausgeben sollte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme bezüglich des herkömmlichen elektrischen Energieversorgungssystemsimulators gemacht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Energieversorgungssystemsimulator nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 bereitzustellen.

Diese Aufgabe und Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm, das alle Verarbeitungsschritte des herkömmlichen elektrischen Energieversorgungssystemsimulators zeigt,

Fig. 2 ist ein Schemadiagramm, das einen Aufbau eines elektrischen Energieversorgungssystemsimulators, der einen herkömmlichen dezentralisierten Rechner mit mehreren CPUs zeigt, und den vierten Aspekt der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitungsverfahren bezüglich eines Busses zeigt, der ein Element des elektrischen Energieversorgungssystems des in Fig. 2 gezeigten elektrischen Energieversorgungssystemsimulators zeigt,

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Konfiguration des ersten Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators,

Fig. 5 ist ein Schaltbild, das ein Konzept eines elektrischen Energieversorgungssystems zeigt,

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das Übertragungsfunktionen zeigt, die die Arbeitskennlinie einer Last eines elektrischen Energieversorgungssystemsimulators angibt,

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung zeigt,

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Konfiguration des zweiten Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators,

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung zeigt,

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators und Informationsflüsse zum Zeitpunkt der Berechnung von jedem Element zeigt,

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung zeigt,

Fig. 12 (a), (b) und (c) sind Signalformkurven, die in Zeitreihe Veränderungen von Phasen der intern induzierten Spannungen des Generators zeigen,

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau des fünften Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators zeigt,

Fig. 14 ist eine Schemadiagramm, das einen Aufbau des sechsten Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators zeigt, und

Fig. 15 ist ein Funktionsblockschaltbild des in Fig. 14 gezeigten elektrischen Energieversorgungssystemsimulators.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen der Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Konfiguration des ersten Aspekts der Erfindung des elektrischen Energieversorgungssystemsimulators.

Der erste Aspekt der Erfindung umfasst einen Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, einen Energieübertragungszustandskalkulator 2 des elektrischen Energieversorgungssystemnetzes als dritte Berechnungseinrichtung, und einen Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 als zweite Berechnungseinrichtung.

Fig. 5 ist ein Schaltbild, das ein Konzept eines elektrischen Energieversorgungssystems zeigt, und Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das Übertragungsfunktionen zeigt, die eine Lastarbeitskennlinie eines Energieversorgungssystems zeigt.

In Fig. 5 bezeichnet die Bezugszahl 4 eine Spannungsquelle (Voe') für eine interne induzierte Spannung des Generators, Bezugszahl 5 einen Ersatzwiderstand (Wirkleitwert) G einer Last, und Bezugszahl 6 ein Energieversorgungssystemnetz.

In Fig. 6 bezeichnet die Bezugszahl 7 ein primäres Verzögerungssystem 7 für einen Eingang V&sub2;, Bezugszahl 8 eine Funktion, die "1/X²" an einen Eingang "X" ausgibt, und Bezugszahl 9 einen Block, der jeden Eingang mit einer Konstanten G&sub0; multipliziert. Deshalb wird im Blockschaltbild von Fig. 6 der den Eingang V&sub2; betreffende Wirkleitwert G ermittelt. Der einfacheren Erklärung halber wird nur der Wirkleitwert G behandelt, aber der Blindleitwert B kann genauso behandelt werden.

Der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 führt eine Berechnung durch, die nach einer Differenz in der Bewegung eines Generatorrotors sucht, d. h., Ausgangsenergie einer Turbine und elektrischer Energie des Generators, und eine Berechnung zur computermäßigen Erfassung einer ausgegebenen Spannung, d. h. eines Stroms, der durch eine Feldschaltung fließt. Durch den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 wird eine Amplitude V&sub0; und eine Phase δ der internen induzierten Spannung des Generators berechnet, und G, B des Lastleitwerts werden vom Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 berechnet.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, werden alle Variablen, die für die Energieversorgungssystemnetzberechnungen notwendig sind, d. h. eine Amplitude V&sub0; und eine Phase 3 der Spannungsquelle 4, ein Leitwert (Wirkleitwert G und Blindleitwert B) der Last 5, und eine Impedanz als Systeminformation durch den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und den Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 berechnet.

Wenn diese Werte bestimmt sind, werden die Spannungen an allen Knoten und Ströme in allen Zweigen ermittelt, wie beispielsweise in "Graph Theory Circuit" gezeigt ist (1974 von Shokodo veröffentlicht, S. 109-115), somit berechnet durch die Systemnetzberechnung unter Verwendung dieser Werte der Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes einen Wechselstrom, der durch jedes Element des Energieversorgungssystems fließt, und kann problemlos eine Ausgangsenergie PG, Anschlussspannung Vt des Generators, und eine Wechselspannung VL an einem Lastinstallationspunkt bestimmen.

Darüber hinaus kann eine nichtlineare Kennlinie der Last 5 mit einer Arbeitskennlinie der Last 5 simuliert werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In einem primären Verzögerungssystem 7 bezeichnet der Buchstabe T eine Zeitkonstante und S ein Differenzial. Angenommen, VL ist konstant in Fig. 6, kann somit der Blindleitwert G durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:

G = G&sub0;/VL² (1)

Somit wird Energie P, die in der Last 5 verbraucht wird, durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt:

P = VL²G

= G&sub0; (2)

Das heißt, dass ungeachtet des Werts V&sub0; die verbrauchte Energie P zum Konstantwert G&sub0; wird, und somit ist die konstante Leistungskennlinie simuliert.

Wenn somit die sich abwechselnde Verarbeitung durch den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und den Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes und die Verarbeitung durch den Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 wiederholt wird, geht die Verarbeitung einen Integrationszeitschritt nach dem anderen vonstatten, und eine Zustandsveränderung des Energieversorgungssystems einschließlich der Generatoren kann seriell simuliert werden.

Bei der oben angeführten Ausführungsform werden die herkömmlichen, wiederholten Berechnungen unnötig, die erforderlich sind, wenn der Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnelzes berechnet wird. Somit wird die Betriebszeit konstant, und ein Energieversorgungssystemsimulator kann erzielt werden, der die Fähigkeit zu Schnellbetrieb aufweist. Da die Betriebszeit konstant wird, kann es dieser Simulator darüber hinaus mit der Echtzeitsimulation aufnehmen.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung zeigt.

In dieser Ausführungsform sind, um den Energieversorgungssystemsimulator der ersten Erfindung auf ein Energieversorgungssystem anzuwenden, das drei Generatoren und zwei Lasten umfasst, drei der Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 1 als erste Berechnungseinrichtungen 11, 12 und 13 vorgesehen, die es mit den Generatoren Nr. 1, 2 und 3 aufnehmen, und zwei der Lastarbeitskennlinienkalkulatoren 3 sind als zweite Berechnungseinrichtungen 31, 32 auch vorgesehen, die es mit den Lasten aufnehmen. Darüber hinaus ist der Energieübertragungszustandskalkulator eines Energieversorgungssystemnetzes als dritte Berechnungseinrichtung nur einmal vorgesehen.

Dann werden jeweilige Amplituden V&sub0;&sub1;, V&sub0;&sub2; und V&sub0;&sub3; und Phasen δ&sub1;, δ&sub2;, und δ&sub3; der internen induzierten Generatorspannungen der drei Generatoren durch die Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 11, 12 und 13 berechnet, und jeweilige Leitwerte G&sub1;, G&sub2;, B&sub1; und B&sub2; der Last werden durch die Lastarbeitskennlinienkalkulatoren 31, 32 berechnet. Indem diese Werte verwendet werden, können jeweilige Ausgangsenergien PG1, PG2, Pc3 und Anschlussspannungen Vt1, Vt2, Vt3 der drei Generatoren, und jeweilige Spannungen VL1, VL2 an zwei Lastinstallationspunkten mit Leichtigkeit und schnell durch den Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes berechnet werden.

Verarbeitungsfunktionen der Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 11, 12, 13 und der Lastarbeitskennlinienkalkulatoren 31, 32 sind voneinander unabhängig und sind nicht durch die Reihenfolge des Berechnungsvorgangs eingeschränkt, deshalb ist jede Berechnungsreihenfolge akzeptabel. Stehen darüber hinaus mehrere Berechnungseinheiten zur Verfügung, kann eine Parallelberechnung durchgeführt werden, indem jede Bearbeitungsfunktion mittels jeder Berechnungseinheit ausgeübt wird. Solch eine Parallelberechnung kann eine Betriebszeit insgesamt verkürzen.

Wie vorstehend erwähnt, umfasst nach dem ersten Aspekt der Erfindung der Simulator den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, die die Generatorarbeitskennlinie berechnet, den Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 als zweite Berechnungseinrichtung, die die Lastarbeitskennlinie berechnet, und den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 als dritte Berechnungseinheit, die den Energieübertragungszustand eines Energieversorgungssystemnetzes berechnet. Der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 erhält eine Ausgangsenergie und eine Anschlussspannung des Generators, um eine Amplitude und eine Phase der internen induzierten Spannung des Generators nach jedem einzelnen Integrationszeitschritt zu ermitteln, und der Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 erhält eine Wechselspannung an einem Lastinstallationspunkt, um einen Lastersatzleitwert bei jedem einzelnen Integrationszeitschritt zu berechnen, und der Energieübertragungszustandskalkulator 2 erhält alle Daten, die vom Generatorarbeitskennlinienkalkulator 2 und dem Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 ermittelt wurden, und eine Energieversorgungssystemnelzimpedanz, um einen Wechselstrom, der in jedem Element des elektrischen Energieversorgungssystemnetzes fließt, nach einem Algorithmus für die Systemnetzberechnung zu berechnen, um die Ausgangsenergie und Anschlussspannung des Generators zu ermitteln, und dann wird eine Zustandsänderung des elektrischen Energieversorgungssystems einschließlich der Generatoren seriell simuliert, indem die vom Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und dem Lastarbeitskennlinienkalkulator 3 ausgeführten Kalkulationen und die vom Energieübertragungszustandskalkulator 2 ausgeführte Kalkulation abwechselnd durchgeführt werden. Deshalb werden wiederholte Berechnungen, die für den herkömmlichen Simulator notwendig sind, unnötig, und eine Berechnungsquantität wird konstant, und im Ergebnis wird Echtzeitsimulation möglich.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Konfiguration des zweiten Aspekts der Erfindung des Energieversorgungssystemsimulators zeigt.

Der Simulator des zweiten Aspekts der Erfindung umfasst einen Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, einen Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes als zweite Berechnungseinrichtung, und eine Kommunikationsleitung 40 als Kommunikationseinrichtung, die die beiden Kalkulatoren 1 und 2 miteinander verbindet.

Der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung führt die Berechnung zur Ermittlung eines Unterschieds zwischen einer Bewegung des Generatorrotors durch, d. h., der Ausgangsenergie einer Turbine und der elektrischen Energie des Generators, und die Berechnung zur Ermittlung einer ausgegebenen Spannung, d. h. eines Stroms, der in einer Feldschaltung fließt. Der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 erhält eine Ausgangsenergie PG und Anschlussspannung Vt des Generators, um eine Amplitude V&sub0; und Phase δ als interne Spannungsinformation des Generators nach jedem Integrationszeitschritt auszugeben.

Der Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes als zweite Berechnungseinrichtung erhält die Amplitude V&sub0; und die Phase δ als durch den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 berechnete interne Spannungsinformation, und es werden verschiedene Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes zum Durchführen einer Wechselstromnetzberechnung verwendet, um die Ausgangsenergie 1% und die Anschlussspannung Vt des Generators auszugeben.

Zusätzlich umfassen die verschiedenen Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes beispielsweise Wechselstromimpedanz einer Übertragungsleitung des Energieversorgungssystemnetzes, Ersatzwechselstromimpedanz einer Last, und Wicklungsverhältnis eines Transformators.

Die Kommunikationsleitung 40 überträgt zwischen dem Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und dem Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes Information wie Amplitude V&sub0;, Phase δ, Generatorausgangsenergie PG, Anschlussspannung Vt, die jeweils vom Kalkulator 1 oder Kalkulator 2 ausgegeben werden.

Wenn die Verarbeitung des Generatorarbeitskennlinienkalkulators 1 und die Verarbeitung des Energieübertragungszustandskalkulators 2 eines Energieversorgungssystemnetzes abwechselnd wiederholt wird, indem sie sich gegenseitig über die Kommunikationsleitung 40 Information zukommen lassen, kann eine Zustandsänderung des Energieversorgungssystemnetzes seriell simuliert und eine Berechnung durch mehrere Kalkulatoren durchgeführt werden, die äquivalent zu derjenigen der herkömmlichen Simulation ist.

Bei der oben genannten Ausführungsform werden Systemanalysenberechnungen in zwei Teile geteilt, nämlich einen Generatorarbeitskennlinienberechnungsteil und einen Energieübertragungszustandsberechnungsteil eines Energieversorgungssystemnetzes.

Somit ist es möglich, die jeweiligen optimalen Systeme als den jeweiligen Kalkulator auszuwählen, wodurch im Ergebnis die Berechnungsverarbeitung beschleunigt wird. Wenn darüber hinaus eine Berechnungsmenge aufgrund mehrerer Generatoren zunimmt und somit neue Kalkulatoren hinzugefügt werden, und die Berechnung für einen Kalkulator oder mehrere Kalkulatoren einem neuen Kalkulator oder mehreren davon zugewiesen wird, kann eine Verlängerung einer Betriebszeit aufgrund einer höheren Generatoranzahl vermieden werden.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Ausführungsform einer Konfiguration des zweiten Aspekts der Erfindung zeigt.

In dieser Ausführungsform ist, um den Energieversorgungssystemsimulator der zweiten Erfindung auf ein Energieversorgungssystem mit drei Generatoren Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 anzuwenden, der Simulator mit zwei Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 11, 12 ausgestattet. Im übrigen ist ein Energieübertragungszustandskalkulator 2 eines Energieversorgungssystemnetzes nur einmal vorgesehen, umfasst aber eine Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes, die eine Originalfunktions- und Zeitverwaltungseinheit 2b ist.

Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine Kommunikationsleitung, die die Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes mit dem Generatorarbeitskennlinienkalkulator 11 verbindet. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet eine Kommunikationsleitung, die die Energieübertragungsberechnungseinheit 2a mit dem Generatorarbeitskennlinienkalkulator 12 verbindet.

Bei dieser Ausführungsform führt der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 11 die Berechnung durch, die die beiden Generatoren Nr. 1, Nr. 2 betrifft, und der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 12 führt die Berechnung durch, die den einen Generator Nr. 3 betrifft.

Es wird angenommen; dass der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 11 ein sogenannter datengesteuerter Rechner ist, der mit der Berechnung beginnt, wenn er Ausgangsenergien PG1 und PG2, Anschlussspannungen Vt1, Vt2 der Generatoren Nr. 1 bzw. Nr. 2 erhält. Darüber hinaus wird angenommen, dass der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 12 auch ein sogenannter datengesteuerter Rechner ist, der mit der Berechnung beginnt, wenn er eine Ausgangsenergie PG3 und eine Anschlussspannung Vt3 des Generators Nr. 3 erhält.

Darüber hinaus wird angenommen, dass die Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes ursprünglich der datengesteuerte Rechner ist, der mit der Berechnung beginnt, wenn er interne induzierte Spannungsamplituden V&sub0;&sub1;, V&sub0;&sub2;, V&sub0;&sub2; und Phasen δ&sub1;, δ&sub2;, δ&sub3; der Generatoren Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 erhält. Der Zeitpunkt des Berechnungsbeginns der Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes wird von der Zeitverwaltungseinheit 2b bei jedem Integrationszeitschritt gesteuert.

Deshalb beginnt die Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes mit der Berechnung, wenn der Eingang der oben genannten Information aufhört und sie ein Startfreigabesignal für die Berechnung von der Zeitverwaltungseinheit 2b erhält. Die Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 11 und 12 beginnen automatisch mit der Berechnung, wenn sie über die Kommunikationsleitungen 41 und 42 die Ausgangsenergien PG1, PG2, PG3 und Anschlussspannungen Vt1, Vt2, Vt3 der Generatoren Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 erhalten, die von der Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes berechnet wurden. Wenn die Zeitverwaltungseinheit 2b deshalb zyklisch das Berechnungsbeginnfreigabesignal an die Energieübertragungsberechnungseinheit 2a eines Energieversorgungssystemnetzes im selben Zeitintervall abgibt, wird die gesamte Berechnung im selben Zeitintervall durchgeführt.

Wenn darüber hinaus der Zeitintervall, der von der Zeitverwaltungseinheit 2b gesetzt ist, so ausgefegt wird, dass er mit jedem Integrationszeitschritt zusammenfällt, variieren Schwankungen vieler Variablen während der Berechnungsverarbeitung synchron mit dem Echtzeitübergang. Somit ist die sogenannte Echtzeitsimulation realisiert.

Oder wenn der von der oben genannten Zeitverwaltungseinheit 2b gesetzte Zeitintervall auf jede Länge eingestellt werden kann, dann kann die Simulation mit einer gewünschten Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Wie vorstehend erwähnt umfasst der Simulator des zweiten Aspekts der Erfindung den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, die die Generatorarbeitskennlinie berechnet, den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 als zweite Berechnungseinrichtung, die den Energieübertragungszustand eines Energieversorgungssystemnetzes berechnet, und die Kommunikationsleitung 40 als Kommunikationseinrichtung, die Information zwischen dem Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und dem Energieversorgungssystemnetzkalkulator überträgt. Dann erhält der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 Information über die Ausgangsenergie und Anschlussspannung des Generators, die vom Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 ausgegeben wird, um Information über interne induzierte Spannung des Generators nach jedem Integrationszeitschritt zu berechnen, und gibt diese Information an den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 über die Kommunikationsleitung 40 ab, während der Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnetzes zu einer vorbestimmten Zeit, indem er die Information benutzt, die vom Generatorarbeitskennlinien kalkulator 2 ausgegeben wird, und verschiedene Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes berechnet, um Information über Ausgangsenergie und Anschlussspannung des Generators an den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 über die Kommunikationsleitung 40 abzugeben. Indem somit die Berechnung durch den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 und den Energieversorgungssystemnetzkalkulator abwechselnd durchgeführt wird, werden dynamische Veränderungen des Energieversorgungssystems seriell simuliert. Deshalb können mehrere Kalkulatoren je nach Berechnungsinhalten verwendet werden. Wenn eine Berechnungsmenge aufgrund einer höheren Anzahl an Generatoren in dem zu simulierenden Energieversorgungssystem erhöht ist, kann die, einen oder mehrere Generatoren betreffende Berechnung dezentralisiert werden, wodurch eine Verlängerung der Betriebszeit vermieden werden kann.

Darüber hinaus umfasst im zweiten Aspekt der Erfindung die Energieversorgungssystemnetzberechnungseinheit 2 die Berechnungseinheit, die den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnelzes berechnet, und die Zeitverwaltungseinheit, die die Berechnungseinheit dazu führt, die Berechnung bei jedem einzelnen Integrationszeitschritt zu beginnen. Somit kann eine Zeitverwaltung zur Berechnungsdurchführung bei jedem einzelnen Integrationszeitschritt erfolgen, und es wird eine Zeitverwaltung für das gesamte System möglich. Als Ergebnis ist die Echtzeitsimulation realisiert.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration der einen Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung und einen Informationsfluss zum Zeitpunkt der Berechnungsdurchführung für jedes Element zeigt.

Der Simulator des dritten Aspekts der Erfindung umfasst einen Generatorarbeitskennünienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, und einen Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 als zweite Berechnungseinrichtung. Darüber hinaus umfasst der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 einen Generatordrehbewegungssystemkalkulator 11 als Phasenberechnungseinrichtung, Ausgleichseinrichtungen, um eine Phase δ einer internen induzierten Spannung des Generators (im Folgenden Phasenausgleicheinrichtung genannt) auszugleichen, und einen Generatorerregersystemkalkulator 13 als Amplitudenberechnungseinrichtung.

Nun wird eine Amplitude V&sub0; und Phase δ der internen induzierten Spannung des Generators vom Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 berechnet.

Die Phase δ wird beispielsweise mit der folgenden Gleichung (3) berechnet:

δ = w&sub0;[{(PM - PG)/M dt} - 1,0]dt (3)

In der Gleichung (3) ist PG der Wert einer Ausgangsenergie des Generators, die in den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 eingegeben wird, und w&sub0;, M, PM sind Konstanten.

Die Phase δ wird zunächst einmal vom

Generatordrehbewegungssystemkalkulator 11 berechnet und danach von der Phasenausgleichseinrichtung 12 ausgeglichen. Das heißt, wenn im Schritt 12a entschieden wird, dass die Phase δ einen vorbestimmten Wert 360nº überschreitet, wird die Phase beim Schritt 12b dazu bestimmt, "δ - 360n" zu betragen. Wenn im Gegensatz dazu im Schritt 12c entschieden wird, dass die Phase 5 weniger als -360º beträgt, wird die Phase δ im Schritt 12d dazu bestimmt, "δ + 360n" zu betragen. Indem diese Verarbeitungen durchgeführt werden, wird die Phase 5 innerhalb des Bereichs von -360º bis +360º gehalten.

Andererseits wird die Amplitude V&sub0; der induzierten Spannung des Generators vom Generatorerregersystemkalkulator 13 berechnet, um ausgegeben zu werden.

Die Amplitude V&sub0; und Phase δ der internen induzierten Spannung des Generators, die vom Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 ermittelt wurde, werden in den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 eingegeben. Der Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 führt eine Wechselstromnetzberechnung durch, indem er eine Information wie eine Wechselstromimpedanz einer Energieversorgungssystemnetzübertragungsleitung, eine Ersatzwechselstromimpedanz einer Last und ein Wicklungsverhältnis eines Transformators verwendet, um die Ausgangsenergie PG und Anschlussspannung VL des Generators auszugeben. Darüber hinaus wird die Ausgangsenergie 1% bzw. Anschlussspannung Vt des Generators in den Generatordrehbewegungssystemkalkulator 11 und den Generatorerregersystemkalkulator 13 des Generatorarbeitskennlinienkalkulators 1 eingegeben, um die Phase δ und Amplitude V&sub0; bei jedem einzelnen Integrationszeitschritt zu berechnen.

Nun, da die Phase 6 immer als ein Argument einer trigonometrischen Funktion verwendet wird, werden folgende Ausdrücke von der Natur der trigonometrischen Funktion festgelegt:

sinδ = sin (δ - 360n)

cosδ = cos (δ - 360n),

somit beeinflusst weder eine Subtraktion noch Addition von 360n von oder zu der Phase δ in Schritt 12b oder 12d das Berechnungsergebnis. Zusätzlich entspricht die Phase ä einer Phase des Generatorrotors, und natürlich wird derselbe Effekt erzielt, selbst wenn die Phase des Generatorrotors ausgeglichen ist.

Darüber hinaus ist es möglich, den Wert von n in 360n empirisch zu bestimmen, aber wenn eine vorbestimmte Genauigkeit und eine signifikante Anzahl an rechnereigenen Zahlzeichen bekannt sind, kann das n wie folgt bestimmt werden. Beispielsweise angenommen, die signifikante Anzahl an Zahlzeichen des Rechners sind Zahlzeichen in Dezimalschreibweise, und die Phasengenauigkeit wird durch d Zahlzeichen unterhalb der Dezimalstelle in einer Gradeinheit ausgedrückt, dann wird eine Anzahl an Zahlzeichen über der Dezimalstelle zu "a-b". Deshalb wird eine ganze Zahl von "a-b" Zahlzeichen zum maximalen Zahlenwert innerhalb dieses Bereichs. Das "a-b" wird zu einer Zahl, die kleiner als 10 bis "a-b" Potenz ist. Das heißt, 360n sollte so ausgewählt werden, dass es kleiner als dieser Wert ist. In der vorstehenden Erklärung ist die Einheit ein Grad, wenn aber ein Radiant als Einheit verwendet wird, sollte der vorbestimmte Wert dementsprechend auf 2πn abgeändert werden, und die Anzahl an Zahlzeichen b unter der Dezimalstelle sollte erhöht werden.

Wie der herkömmliche Simulator ist diese Ausführungsform mit Einrichtungen ausgestattet, d. h., der Phasenausgleichseinrichtung 12, die entscheidet, ob die Phase δ nach ihrer Berechnung einen eingestellten vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht, und die, wenn sie den eingestellten Wert überschreitet, die Phase δ so steuert, dass sie immer innerhalb des Bereichs der eingestellten Werte bleibt, indem der eingestellte vorbestimmte Wert zur Phase δ hinzuaddiert oder davon abgezogen wird. Deshalb wird der Zustand vermieden, dass die Phase δ in einen Fehlerbereich der numerischen Berechnung des Rechnersystems fällt und dadurch ein Fortsetzen der Berechnungen unmöglich wird. Deshalb wird die Simulation nicht unmöglich.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform umfasst mehrere Generatoren in dem Energieversorgungssystem. In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszahlen 1a, 1b . . . 1 m Arbeitskennlinienkalkulatoren für die jeweiligen Generatoren Nr. 1, Nr. 2 . . . Nr. m. Jeder dieser Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 1a, 1b . . . 1 m hat dieselbe Funktion wie die Phasenausgleichseinrichtung 12 der vorstehenden Ausführungsform.

Die Berechnungsvorgänge sind wie folgt.

Zuerst wird die Ausgangsspannung PG1, PG2 . . . PGm und die Anschlussspannungen Vt1, Vt2 . . . Vtm der Generatoren vom Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 berechnet, dann werden die berechneten Werte in die Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 1a, 1b . . . 1 m eingegeben, um die Amplituden V&sub0;&sub1;, V&sub0;&sub2; . . .V0 und Phasen δ&sub1;, δ&sub2;. . . am der internen induzierten Spannungen des Generators zu berechnen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Generatorarbeitskennlinienkalkulatoren 1a, 1b... im nicht durch die Reihenfolge der Berechnungen eingeschränkt. In dem Fall, dass mehrere Berechnungseinheiten vorhanden sind, können die Berechnungen von diesen Einheiten parallel verarbeitet oder können seriell von einer Einheit verarbeitet werden. Die Fig. 12(a), (b) und (c) sind Signalformkurven, die in Zeitreihe Veränderungen der Phasen 81, 82 . . . am der intern induzierten Spannungen des Generators zeigen, worin die Abszissen Zeiten bzw. die Ordinaten Phasen (Grad) darstellen.

Die in Fig. 12(a) gezeigte Phase δ&sub1; steigt tendenziell gleichförmig an, und wenn sie einen vorbestimmten Wert 360n erreicht, werden ihr 360n abgezogen, dass sie zu 0 wird. Die in Fig. 12(b) gezeigte Phase δ2 ändert sich etwas, überschreitet aber den Bereich zweier gesetzter Werte nicht, und wird nicht ausgeglichen. Die in Fig. 12(c) gezeigte Phase δ&sub3; nimmt tendenziell ab, und wenn sie einen vorbestimmten Wert von -360n erreicht, werden -360n von ihr abgezogen, d. h., +360n hinzuaddiert, damit sie zu 0 wird.

Auf diese Weise wird die Phase δ innerhalb des Bereichs von -360n bis +360n gehalten. Der dritte Aspekt der Erfindung ist für die Simulation eines Systems einsetzbar, das lange anhält, nachdem die Phase δ innerhalb des Bereichs zweier eingestellter vorbestimmter Werte gehalten wird und ein Generator aus der Reihe läuft, oder für die Simulation eines Systems, das einen angehaltenen Generator umfasst, oder zur Simulation eines Systems, das zwei Wechselspannungssysteme unterschiedlicher Frequenz umfasst, die mit einen Gleichstromübertragungssystem verbunden sind.

Wie vorstehend erwähnt, umfasst die dritte Ausführungsform den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 als erste Berechnungseinrichtung, die die Generatorarbeitskennlinie berechnet, und den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 als zweite Berechnungseinrichtung, die den Energieübertragungszustand eines Energieversorgungssystemnetzes berechnet. Dann erhält der Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 eine Ausgangsenergie und Anschlussspannung des Generators, die vom Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 ausgegeben werden, um eine Amplitude und eine Phase der internen induzierten Spannung des Generators nach jedem Integrationszeitschritt zu berechnen, um sie an den Energieversorgungssystemnetzkalkulator 2 auszugeben, und der Energieversorgungssystemnetzkalkulator erhält die Amplitude und die Phase der internen induzierten Spannung des Generators, die vom Generatorarbeitskennlinienkalkulator ausgegeben wird, und verschiedene Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes, um den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnetzes zu einer vorbestimmten Zeit zu berechnen, um eine Information über die Ausgangsenergie und Anschlussspannung des Generators an den Generatorarbeitskennlinienkalkulator 1 auszugeben. Wenn eine Phase im Generatorarbeitskennlinienkalkulator einen vorbestimmten eingestellten Wert überschreitet, der erhalten wurde, indem 360º mit einer ganzen Zahl multipliziert wurde, wird darüber hinaus ein Wert, der um den vorbestimmten Wert von diesem Phasenwert abgezogen wird, als die Phase bestimmt, und dann, indem man den Generatorarbeitskennlinienkalkulator und den Energieversorgungssystemnetzkalkulator abwechselnd Berechnungen durchführen lässt, werden dynamische Veränderungen des Energieversorgungssystem einschließlich der Generatoren seriell simuliert. Nachdem somit in der dritten Erfindung die Phase δ auf dieselbe Weise berechnet wurde wie im herkömmlichen Fall, findet eine Überprüfung statt, ob der berechnete Phasenwert vorbestimmte eingestellte Werte überschreitet oder nicht. Überschreitet er den eingestellten Wert, kann ein Hinzurechnen oder Abziehen des eingestellten Wertes zu oder von der Phase δ diese immer innerhalb des Bereichs zweier eingestellter Werte zurückbringen, wodurch im Rechnersystem keine Schwierigkeiten bei der Berechnung verursacht werden.

Nun wird der vierte Aspekt Erfindung beschrieben. Der Simulator des vierten Aspekts der Erfindung umfasst dieselbe Konfiguration wie der Simulator, der den in Fig. 2 gezeigten herkömmlichen dezentralisierten Computer verwendet, und der Berechnungsvorgang ist im Grunde derselbe wie derjenige des in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Energieversorgungssystemsimulators.

Der in Fig. 2 gezeigte Energieversorgungssystemsimulator setzt den dezentralisierten Rechner ein, der mehrere CPUs 61 umfasst, wovon jeder jeweils eine andere Gleichung zugewiesen ist, die für einen Generator, ein Erregersystem, PSS oder Reglersystem steht, wovon jedes ein Element des Energieversorgungssystems ist. Berechnungen über die jeweiligen Elemente werden von den jeweiligen CPUs 61 dezentralisiert verarbeitet, wodurch eine Arbeitsbelastung jeder einzelnen CPU 61 abgeschwächt wird und die Berechnungen insgesamt mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Im übrigen steht die Bezugszahl 62 für eine Kommunikationsleitung, die die jeweiligen CPUs untereinander verbindet.

Der Energieversorgungssystemsimulator des vierten Aspekts der Erfindung ermittelt eine Lösung aus den folgenden Gleichungen (4), (5) und (6) in der in Fig. 3 gezeigten Netzberechnung:

Vii(K+1) = -(YG·VG + ΣYij·Vi(K)/Yii (4)

Iii(K+1) = YG·VG + ΣYij·Vj(K+1) + Yii·Yii(K+1)

Iii(K+1) → = 0

worin I Strom

Y Leitwert

V Spannung ist.

Wie vorstehend erwähnt wird nach dem vierten Aspekt, wenn die Simulation eines elektrischen Energieversorgungssystem vom dezentralisierten Rechner durchgeführt wird, die Netzberechnung eines Busse basierend nur auf Information über Busse durchgeführt, die direkt an den Bus angeschlossen sind. Dadurch ist die Netzberechnung schnellfokussiert und somit ist eine Schnellberechnung möglich und ein Schnellsimulator realisiert, der ein Phänomen eines Energieversorgungssystems mit beinahe derselben Geschwindigkeit analysieren kann wie das Echtzeitsystem ein Phänomen verarbeitet.

Der Energieversorgungssystemsimulator nach dem fünften Aspekt der Erfindung wird mit Bezug auf ein Blockschaltbild von Fig. 13 erklärt.

In Fig. 13 bezeichnet die Bezugszahl 51 denselben Energieversorgungssystemsimulator wie den digitalen Energieversorgungssystemsimulator, den das in Fig. 2 gezeigte herkömmliche Rechnersystem verwendet. Der fünfte Aspekt der Erfindung umfasst den digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51, einen analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 und einen A/D-D/A-Umsetzer 56, der Daten zwischen den beiden Simulatoren überträgt.

Der analoge Energieversorgungssystemsimulator 53 umfasst mehrere kombinierte Miniatursimulatoren 54, wovon jeder jeweils ein Element wie einen Generator, ein Steuersystem, einen Transformator, eine Last oder ein Relais eines Energieversorgungssystems simuliert.

Der digitale Energieversorgungssystemsimulator 51 führt dieselbe Berechnung durch wie der Energieversorgungssystemsimulator, indem er beispielsweise das dezentralisierte Rechnersystem des vorstehenden vierten Aspekts verwendet.

Solch ein digitaler Energieversorgungssystemsimulator 51 und ein analoger Energieversorgungssystemsimulator 53 sind mit dem A/D-D/A-Umsetzer 56 verbunden, wodurch ein Zusatz zum oder eine Änderung am zu simulierenden System erleichtert ist.

Im Ergebnis wird eine detaillierte Analyse eines Phänomens möglich, das im analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 erzeugt wird.

Das heißt, analoge Daten, die vom analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 ausgegeben werden, werden beim A/D-D/A-Umsetzer 56 zu digitalen Signalen umgesetzt, um sie dem Rechner bereitzustellen, wodurch Phänomene jedes Systems im digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51 analysierbar werden, die jedem Simulator 54 entsprechen, die den analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 ausmachen. Dadurch kann eine modellhafte Nachbildung jedes Systems im digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51 genauer durchgeführt werden.

Im Gegensatz dazu werden digitale Daten, die vom digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51 ausgegeben werden, beim A/D-D/A-Umsetzer 56 zu analogen Signalen umgesetzt, um sie den analogen Daten hinzuzufügen, die vom analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 ausgegeben werden, wodurch eine Analyse eines groß ausgelegten Energieversorgungssystems, die mit dem herkömmlichen Simulator unmöglich war, mit einfacher Statuseinstellung möglich wird.

Darüber hinaus werden analoge Daten, die vom analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 ausgegeben werden, durch analoge Daten ersetzt, die vom analogen Energieversorgungssystemsimulator 53 ausgegeben werden, wodurch die Einstellung des Energieversorgungssystems problemlos verändert werden kann. Zusätzlich wird die Ausgangsbedingungseinstellung des analogen Energieversorgungssystemsimulators 53 vom digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51 vorgegeben, wodurch auch eine gewünschte Testbedingung rasch eingestellt werden kann.

Wie vorstehend im Einzelnen erwähnt, sind nach dem fünften Aspekt der Erfindung der analoge Energieversorgungssystemsimulator 53 und der digitale Energieversorgungssystemsimulator 51, die Echtzeitverarbeitung durchführen können, mit dem A/D-D/A-Umsetzer 56 verbunden. Somit können Phänomene eines groß ausgelegten elektrischen Energieversorgungssystem vom Energieversorgungssystemsimulator 51 mit einfacher Einstellung simuliert werden. Darüber hinaus wird nicht nur die Einstellung des elektrischen Energieversorgungssystems problemlos verändert, sondern auch Phänomene realer Maschinen und Vorrichtungen, die mit einem Rechner schwerlich analysiert werden können, werden mit größerer Genauigkeit analysierbar. Somit wird die Simulation des groß ausgelegten Energieversorgungssystems unter bester Ausnutzung beider Vorteile des analogen Energieversorgungssystemsimulators und des digitalen Energieversorgungssystemsimulators mit mehr Präzision und in Echtzeit machbar.

Fig. 14 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Konfiguration des sechsten Aspekts des Energieversorgungssystemsimulators zeigt, und Fig. 15 ist ein Funktionsblockschaltbild des in Fig. 14 gezeigten Simulators.

Im sechsten Aspekt der Erfindung ist eine Mensch-Maschine-Vorrichtung 57 an den Energieversorgungssystemsimulator 51 angeschlossen, der derselbe ist wie der Energieversorgungssystemsimulator, den das in Fig. 2 gezeigte herkömmliche dezentralisierte Rechnersystem verwendet.

Bei dem wie zuvor erwähnten sechsten Aspekt der Erfindung werden Ergebnisse der vom digitalen Energieversorgungssystemsimulator 51 dezentralisierten Verarbeitung von der Mensch-Maschine-Vorrichtung 57 aufgenommen und daraus mit einer Technik ausgegeben, die von menschlicher Erfassbarkeit abhängt, wie Messwertanzeige oder graphische Anzeige. Indem der Bildschirm einer Mensch-Maschine-Vorrichtung 57 beobachtet wird, kann somit ein Bediener ein Problem erkennen, als ob es gerade in diesem Moment auftauchen würde, wobei Messzeiger ausschlagen und Problemdaten graphisch dargestellt werden. Darüber hinaus kann eine Zustandsänderung jedes Geräts als Korrekturvorgang an einem Problem während der Simulation von der Mensch- Maschine-Vorrichtung 57 ausgehen, wie mit einem Pfeil B in Fig. 15 gezeigt ist. Somit kann die Simulation eines Problems des realen Energieversorgungssystems mit realer Bedeutung durchgeführt werden.

Da, wie vorstehend ausführlich erwähnt, das System des sechsten Aspekts der Erfindung mit einer Mensch-Maschine-Vorrichtung 57 versehen ist, wird die Unterbrechung für eine Zustandsänderung zu jedem Zeitpunkt freigegeben, und der Zustand des Energieversorgungssystems während der Simulation wird in realer Bedeutung angezeigt, und darüber hinaus kann eine Zustandseinstelländerung während der Simulation durchgeführt werden. Somit wird ein Vorgang wie echte Fehlersuche möglich.

Da diese Erfindung in verschiedenen Formen verkörpert werden kann, ohne von deren wesentlichen Merkmalen abzuweichen, ist die vorliegende Ausführungsform deshalb illustrativ und nicht einschränkend, da der Rahmen der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist und nicht durch die Beschreibung, die diesen vorangeht, und alle Änderungen, die in den Rahmen der Ansprüche fallen, sollen deshalb von den Ansprüchen umfasst sein.


Anspruch[de]

1. Energieversorgungssystemsimulator, der einen dezentralisierten Rechner (51) mit mehreren zentralen Prozessoreinheiten (61) und Kommunikationsleitungen (62) umfasst, die die mehreren zentralen Prozessoreinheiten untereinander verbinden,

bei dem jede zentrale Prozessoreinheit (61) so ausgelegt ist, dass sie eine Differenzialgleichung verarbeitet, um die Arbeitskenniinien ihres jeweiligen Elements zu erhalten, wobei alle Elemente Bestandteile des Energieversorgungssystems sind,

bei dem der dezentralisierte Rechner (51) so ausgelegt ist, dass er Phänomene des Energieversorgungssystems simuliert, indem er die erhaltenen Arbeitskennlinien der jeweiligen Elemente an die zentralen Prozessoreinheiten (61) überträgt, wobei er andere Elemente über Kommunikationsleitungen (62) zwischen den zentralen Prozessoreinheiten (61) simuliert, und

bei dem der dezentralisierte Rechner (51) so ausgelegt ist, dass er eine Netzberechnung an Energieversorgungsbussen ausführt, die unter diesen Elementen enthalten sind, wobei die Berechnung für jeden Energieversorgungsbus nur auf der Information von dem Energieversorgungsbus oder den Energieversorgungsbussen basiert, der/die direkt daran angeschlossen ist/sind,

bei dem der dezentralisierte Rechner einen Simulator (51) der digitalen Bauart darstellt, der ein Phänomen des Energieversorgungssystems schneller als in Echtzeit berechnen kann, und dessen Zeitschritt so eingestellt ist, dass er die Simulation in Echtzeit durchführt, wobei der Versorgungssystemsimulator ferner umfasst:

einen Simulator (53) der analogen Bauart, der ein Phänomen eines Energieversorgungssystems simuliert, indem er mehrere Simulationsvorrichtungen (54) kombiniert, von denen jede ein Element simuliert, das ein Bestandteil des Energieversorgungssystems ist;

einen A/D-D/A-Umsetzer (56), der Daten zwischen dem Simulator (53) der analogen Bauart und dem Simulator (51) der digitalen Bauart überträgt; und

eine Mensch-Maschine-Vorrichtung (57), die Information anzeigt, die von dem Simulator (51) der digitalen Bauart ausgegeben wird, und in der Lage ist, jederzeit eine Unterbrechung für einen Zustandswechsel an diesem Simulator der digitalen Bauart vorzunehmen.

2. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 1, bei dem jede zentrale Prozessoreinheit (61) umfasst:

eine erste Berechnungseinrichtung (1) zum Berechnen einer Arbeitskennlinie eines Generators als diesem Element, indem sie zyklisch eine Amplitude und eine Phase der internen induzierten Spannung des Generators beschafft, die auf der abgegebenen Leistung und der Klemmenspannung des Generators basieren;

eine zweite Berechnungseinrichtung (3) zum Berechnen der Arbeitskennlinie einer Last, indem sie einen äquivalenten Scheinleitwert dieser Last nach der Simulation des Energieversorgungssystems basierend auf der Amplitude der A/C-Spannung an einem Installationspunkt dieser Last beschafft; und

eine dritte Berechnungseinrichtung (2) zum Berechnen des Energieübertragungszustands des Energieversorgungssystemnetzes, indem sie die abgegebene Leistung und die Klemmenspannung des Generators beschafft, indem sie den A/C-Strom berechnet, der in jedem Element des Energieversorgungssystems fließt, wobei sie die Amplitude und die Phase der internen induzierten Spannung des Generators, die von der ersten Berechnungseinrichtung (1) erhalten wurde, den äquivalente Scheinleitwert der Last, der von der zweiten Berechnungseinrichtung (3) erhalten wurde, und die Impedanz des Energieversorgungssystemnetzes verwendet;

wobei ein Zustandswechsel des Energieversorgungssystems einschließlich des Generators seriell simuliert wird, indem abwechselnd die Berechnungen der ersten und der zweiten Berechnungseinrichtungen (1, 3) und die Berechnung der dritten Berechnungseinrichtung (2) durchgeführt werden.

3. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 2, bei dem die Berechnung des A/C-Stroms durch die dritte Berechnungseinrichtung (2) durch eine Systemnetzberechnung erfolgt.

4. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 1, bei dem jede zentrale Prozessoreinheit (61) umfasst:

eine erste Berechnungseinrichtung (1) zum Berechnen einer Arbeitskennlinie eines Generators als diesem Element;

eine zweite Berechnungseinrichtung (2) zum Berechnen eines Energieübertragungszustands eines Energieversorgungssystemnelzes und zum Ausgeben der abgegebenen Leistung und Klemmenspannung des Generators; und

eine Kommunikationseinrichtung (40) zum Kommunizieren zwischen der ersten Berechnungseinrichtung (1) und der zweiten Berechnungseinrichtung (2), indem Information übertragen wird;

wobei die erste Berechnungseinrichtung (1) zyklisch Information über die interne induzierte Spannung des Generators berechnet, die für den Zustand des Generators steht, basierend auf der abgegebenen Leistung PG und der Klemmenspannung Vt des Generators, die von der zweiten Berechnungseinrichtung (2) ausgegeben werden, und diese Information über die Kommunikationseinrichtung (40) an die zweite Berechnungseinrichtung (2) ausgibt,

die zweite Berechnungseinrichtung (2) den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnelzes zu einer vorbestimmten Zeit berechnet, indem sie diese Information und verschiedene Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes benutzt, und

ein Zustandswechsel des Energieversorgungssystems einschließlich des Generators seriell simuliert wird, indem abwechselnd die Berechnung der ersten Berechnungseinrichtung (1) und die Berechnung der zweiten Berechnungseinrichtung (2) ausgeführt wird.

5. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 4, bei dem die zweite Berechnungseinrichtung (2) eine Recheneinheit umfasst, die den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnetzes berechnet, und eine Zeitverwaltungseinheit (2b), die die Recheneinheit zum Berechnen veranlasst, indem sie jeden Zyklus zum Berechnen angibt.

6. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 1, bei dem jede zentrale Prozessoreinheit (61) umfasst:

eine erste Berechnungseinrichtung (1) mit

einer Phasenberechnungseinrichtung (11) zum Berechnen einer Phase einer internen induzierten Spannung eines Generators, einer Phasenkorrektureinrichtung (12) zum Korrigieren eines berechneten Phasenwerts, indem vom berechneten Phasenwert ein Wert von 360º, multipliziert mit einer ganzen Zahl, subtrahiert wird, oder indem zum berechneten Phasenwert ein Wert von 360º, multipliziert mit einer ganzen Zahl, hinzuaddiert wird, wenn ein absoluter Wert des berechneten Phasenwerts 360º überschreitet, und

einer Amplitudenberechnungseinrichtung (13) zum Berechnen einer Amplitude der internen induzierten Spannung des Generators und zum Berechnen einer Arbeitskennlinie eines Generators; und

einer zweiten Berechnungseinrichtung (2) zum Berechnen eines Energieübertragungszustands eines Energieversorgungssystemnetzes;

wobei die erste Berechnungseinrichtung (1) zyklisch eine Amplitude und die Phase der internen induzierten Spannung des Generators, die für den Zustand des Generators steht, berechnet, basierend auf der abgegebenen Leistung und der Klemmenspannung des Generators, die von der zweiten Berechnungseinrichtung (2) ausgegeben wurde, und eine Information des Berechnungsergebnisses an die zweite Berechnungseinrichtung ausgibt,

die zweite Berechnungseinrichtung (2) den Energieübertragungszustand des Energieversorgungssystemnetzes zu einer vorbestimmten Zeit berechnet, indem sie die Information und verschiedene Konstanten des Energieversorgungssystemnetzes verwendet, und

ein Zustandswechsel des Energieversorgungssystems einschließlich des Generators seriell simuliert wird, indem abwechselnd die Berechnung der ersten Berechnungseinrichtung und der zweiten Berechnungseinrichtung durchgeführt wird.

7. Energieversorgungssystemsimulator, der einen dezentralisierten Rechner (51) mit mehreren zentralen Prozessoreinheiten (61) und Kommunikationsleitungen (62) umfasst, die die mehreren zentralen Prozessoreinheiten untereinander verbinden,

bei dem jede zentrale Prozessoreinheit (61) so ausgelegt ist, dass sie eine Differenzialgleichung verarbeitet, um die Arbeitskennlinien ihres jeweiligen Elements zu erhalten, wobei alle Elemente Bestandteile des Energieversorgungssystems sind,

bei dem der dezentralisierte Rechner (51) so ausgelegt ist, dass er Phänomene des Energieversorgungssystems simuliert, indem er die erhaltenen Arbeitskennlinien der jeweiligen Elemente an die zentralen Prozessoreinheiten (61) überträgt, wobei er andere Elemente über Kommunikationsleitungen (62) zwischen den zentralen Prozessoreinheiten (61) simuliert; und

bei dem der dezentralisierte Rechner (51) so ausgelegt ist, dass er eine Netzberechnung an Energieversorgungsbussen ausführt, die unter diesen Elementen enthalten sind, wobei die Berechnung für jeden Energieversorgungsbus nur auf der Information von dem Energieversorgungsbus oder den Energieversorgungsbussen basiert, der/die direkt daran angeschlossen ist/sind,

bei dem der dezentralisierte Rechner einen Simulator (51) der digitalen Bauart darstellt, der ein Phänomen des Energieversorgungssystems schneller als in Echtzeit berechnen kann, und dessen Zeitschritt so eingestellt ist, dass er die Simulation in Echtzeit durchführt, wobei der Versorgungssystemsimulator ferner umfasst:

einen Simulator (53) der analogen Bauart, der ein Phänomen eines Energieversorgungssystems simuliert, indem er mehrere Simulations vorrichtungen (54) kombiniert, von denen jede ein Element simuliert, das ein Bestandteil des Energieversorgungssystems ist;

einen A/D-D/A-Umsetzer (56), der Daten zwischen dem Simulator (53) der analogen Bauart und dem Simulator (51) der digitalen Bauart überträgt;

bei dem der Simulator (51) der digitalen Bauart eine Näherungsberechnung durchführt, bis der Unterschied zwischen den vom Simulator (53) der analogen Bauart übertragenen Busdaten und den entsprechenden Busdaten des Simulators (51) der digitalen Bauart Null wird.

8. Energieversorgungssystemsimulator nach Anspruch 1, bei dem der Simulator (51) der digitalen Bauart eine Näherungsberechnung durchführt, bis der Unterschied zwischen den vom Simulator (53) der analogen Bauart übertragenen Busdaten und den entsprechenden Busdaten des Simulators (51) der digitalen Bauart Null wird.







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