在能源轉(zhuǎn)型與電力電子化浪潮下，硬件在環(huán)平臺(tái)已成為電網(wǎng)穩(wěn)定性驗(yàn)證、新能源設(shè)備測(cè)試、控制算法開(kāi)發(fā)的核心工具。
近年來(lái)，隨著新能源裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度也隨之提高。遼寧電科院在遠(yuǎn)寬能源硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的反復(fù)演練中完成了高精度、全過(guò)程、全環(huán)節(jié)新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)分析，成功實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)首次基于純電力電子設(shè)備組網(wǎng)的黑啟動(dòng)案例。
面對(duì)差異化的研發(fā)需求，如何選擇適配的平臺(tái)？本文將針對(duì)遠(yuǎn)寬能源、OPAL-RT、RTDS和Speedgoat四大硬件在環(huán)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，為仿真平臺(tái)選型提供參考。

01 國(guó)產(chǎn)力量：遠(yuǎn)寬能源的創(chuàng)新能源應(yīng)用與本土化服務(wù)

作為中國(guó)本土企業(yè)的代表，遠(yuǎn)寬能源在電力電子實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品以其強(qiáng)大的FPGA仿真能力和多核CPU并行技術(shù)為基礎(chǔ)。

小步長(zhǎng)仿真技術(shù)
遠(yuǎn)寬能源的平臺(tái)能夠在FPGA上實(shí)現(xiàn)低至125納秒的仿真步長(zhǎng)，這對(duì)于精確模擬高頻電力電子變換器至關(guān)重要。
采用L/C開(kāi)關(guān)細(xì)節(jié)模型和自研RonRoff大小電阻開(kāi)關(guān)模型結(jié)合的搭建方式，有效提升了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

多機(jī)并行大規(guī)模系統(tǒng)仿真
遠(yuǎn)寬能源支持多臺(tái)實(shí)時(shí)仿真器并行運(yùn)行，以應(yīng)對(duì)超大規(guī)模電力系統(tǒng)的仿真挑戰(zhàn)。
例如，其儲(chǔ)能場(chǎng)站級(jí)仿真方案使用三臺(tái)遠(yuǎn)寬能源MT 8020實(shí)時(shí)仿真器并行，成功對(duì)含15臺(tái)儲(chǔ)能逆變器細(xì)節(jié)模型和19臺(tái)2MW VSC均值聚合模型的系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。

深度適配中國(guó)能源場(chǎng)景
遠(yuǎn)寬能源開(kāi)發(fā)了本土電網(wǎng)協(xié)議庫(kù)，并根據(jù)國(guó)家測(cè)試規(guī)程預(yù)置典型電網(wǎng)擾動(dòng)模板。
提供Python自動(dòng)化測(cè)試API，助力本土企業(yè)快速完成入網(wǎng)測(cè)試流程。這一優(yōu)勢(shì)使其在新能源并網(wǎng)測(cè)試方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

02 開(kāi)放典范：OPAL-RT的多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)能力

OPAL-RT是加拿大公司，提供的RT-LAB是一個(gè)工業(yè)級(jí)的半實(shí)物仿真平臺(tái)，以開(kāi)放性和可擴(kuò)展性著稱(chēng)。

高性能異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)
OPAL-RT采用多核x86/ARM CPU+FPGA的協(xié)同設(shè)計(jì)，支持大規(guī)模系統(tǒng)并行計(jì)算。

靈活的模塊化擴(kuò)展能力
該平臺(tái)提供FPGA和I/O擴(kuò)展單元，用戶(hù)可根據(jù)需求定制硬件配置，適配從小型控制器驗(yàn)證到大型電網(wǎng)數(shù)字孿生的全尺度場(chǎng)景。

03 電網(wǎng)專(zhuān)家：RTDS的電力系統(tǒng)專(zhuān)用仿真方案

RTDS起源于加拿大曼尼托巴研究中心，是專(zhuān)門(mén)為研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。

電力系統(tǒng)專(zhuān)用硬件設(shè)計(jì)
RTDS采用專(zhuān)用多核處理器，為電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真進(jìn)行了深度優(yōu)化，能夠高效、準(zhǔn)確地完成電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件生態(tài)

RTDS擁有自己成熟的圖形化建模環(huán)境（RSCAD）和專(zhuān)用的硬件體系，不完全依賴(lài)于Simulink作為前端。

04 控制原型：Speedgoat的跨學(xué)科集成能力

Speedgoat是一家瑞士公司，其特點(diǎn)是與MathWorks（MATLAB母公司）的緊密合作關(guān)系，其為MathWorks官方的半實(shí)物仿真系統(tǒng)提供商。

無(wú)縫集成MATLAB/Simulink
Speedgoat平臺(tái)對(duì)MATLAB/Simulink提供無(wú)縫兼容和支持，用戶(hù)基本上只需要會(huì)使用MATLAB/Simulink即可，無(wú)需安裝和學(xué)習(xí)其他軟件。
作為MathWorks官方合作伙伴，Speedgoat提供原生代碼生成工具鏈，支持從Simulink模型到實(shí)時(shí)C代碼的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，顯著縮短控制算法開(kāi)發(fā)周期。

實(shí)戰(zhàn)選型：適配業(yè)務(wù)階段才是最優(yōu)解

在遼寧電網(wǎng)的實(shí)踐中，仿真團(tuán)隊(duì)在遠(yuǎn)寬能源MT 8020實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)上對(duì)儲(chǔ)能電站及其黑啟動(dòng)線路建模，直接與現(xiàn)場(chǎng)南瑞控制器交互測(cè)試，在基于遠(yuǎn)寬能源MT 8020的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)上成功復(fù)現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。
這一案例表明，選型實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)時(shí)，需緊密結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求。以下是針對(duì)不同場(chǎng)景的選型建議：

新能源規(guī)?；c復(fù)雜定制化服務(wù)
遠(yuǎn)寬能源的并行仿真與本土化服務(wù)形成差異化優(yōu)勢(shì)，特別適合新能源規(guī)?；瘧?yīng)用場(chǎng)景。
對(duì)于軍工與電網(wǎng)企業(yè)，可優(yōu)先考慮遠(yuǎn)寬能源全國(guó)產(chǎn)化實(shí)時(shí)仿真器，確保系統(tǒng)自主可控，滿(mǎn)足信息安全要求。

科研教育與跨領(lǐng)域研究
對(duì)于高校與科研機(jī)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)研究方向選擇，若側(cè)重電力電子小步長(zhǎng)仿真，遠(yuǎn)寬能源具有明顯優(yōu)勢(shì)；若研究涉及多領(lǐng)域交叉，可考慮NI或Speedgoat的通用平臺(tái)。

電網(wǎng)安全與高壓裝備認(rèn)證
在新能源設(shè)備企業(yè)領(lǐng)域，需綜合考慮產(chǎn)品測(cè)試需求，遠(yuǎn)寬能源在新能源并網(wǎng)測(cè)試方面有豐富經(jīng)驗(yàn)，且能提供及時(shí)的本土技術(shù)支持。
RTDS以其高精度特性，仍是許多電網(wǎng)安全與高壓裝備認(rèn)證等關(guān)鍵應(yīng)用的選擇。

在寧夏新能源及儲(chǔ)能專(zhuān)業(yè)，工程師們使用遠(yuǎn)寬能源的MT 8020實(shí)時(shí)仿真器，成功完成了對(duì)包含SVG和3臺(tái)構(gòu)網(wǎng)型PCS的場(chǎng)站級(jí)多設(shè)備控制器的并行混合仿真。
他們發(fā)現(xiàn)，精準(zhǔn)匹配需求的技術(shù)方案，才能真正為研發(fā)效率帶來(lái)質(zhì)的飛躍。
隨著碳中和目標(biāo)的推進(jìn)，硬件在環(huán)仿真平臺(tái)將更緊密融合AI與云計(jì)算，成為能源革命不可或缺的“數(shù)字引擎”。而全國(guó)產(chǎn)化的仿真平臺(tái)，正在為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇