开发方式:
合作
自研
领域:
风电系统
综合能源
电力系统
方向:
方向1
方向2
方向3
PowerFactory
风电场精细化实时仿真系统(DIGWind-WindFarmPlatform)
风电场全景仿真运行监控系统(DIGWind-SCADA)
综合能源数字化管控系统
风电场数字孪生及应用平台
风电机组半实物测试仿真平台
多变流器灵活组网测试平台
SimuNPS
综合能源精细化仿真工具箱(IES-ToolBox)
PSCAD硬件加速工具
AI潮流调参工具
BPA to PowerFactory转换器
PSASP to PowerFactory转换器
Matpower to PowerFactory转换器
基于PowerFactory的自动化仿真工具
以新能源为主体的电力分析及仿真平台
风力发电系统虚拟仿真赛训一体化平台
风电机组精细化实时仿真系统
电力交易预测系统
PowerFactory合作使用列表
合作使用人员
职称
学院
蔡德宇
副研究员
电气工程学院
丁磊
教授
电气工程学院
王晓辉
副教授
电气工程学院
张文
教授
电气工程学院
王洪涛
教授
电气工程学院
课题组开发的精细化实时仿真系统DIG-Wind,集成流体、机械、电气建模与GPU、CPU、FPGA异构加速能力,形成覆盖建模、仿真、监控与分析的一体化平台。在流体方面,基于GPU并行计算刻画单机尾流及多机叠加效应;在机械方面,依托CPU高效求解Kane动力学方程,实现结构振动与机电耦合分析;在电气方面,采用FPGA加速电磁暂态求解,满足微秒级实时需求。系统配套上位机与监控软件,支撑拓扑建模、实时控制与全景监测,为风电场数字化验证提供支撑。
课题组开发的综合数智化平台,集实时监测与数字孪生于一体,利用3D引擎构建全风场地形,并结合流体渲染技术,直观展示三维风速热力图,实现全景立体化感知。在功能上,深度融合实测与仿真数据,开展多维度对比分析及阻抗测量,并通过电气主接线图实现对风电场参数的全局监控。系统构建了从单机变桨、偏航控制到场级功率调度、SVG及储能管理的完整闭环。同时,配套安全稳定分析与告警管理模块,将虚拟仿真与物理运维深度协同,为风电场的故障预警、并网安全及精益化运行提供了坚实的数据决策底座。
课题组开发的综合能源数字化管控系统,是面向工业园区源、网、荷、储协同运行的一体化管控平台。系统具备电热冷气多能统一建模、设备/线路/管道全工况状态感知、能碳参数自适应更新的动态碳计量与云边协同优化调度等核心功能,可实现能流、碳流和设备运行状态的实时监测、分析与优化控制,推动园区能源管理由被动响应转向主动优化,为工业园区绿色低碳转型提供可复制、可推广的数字化解决方案。
风电机组数字孪生平台以实时风速、运行量测数据、设备老化指标和可更新模型参数为输入,构建参考风机与数字孪生风机的同步可视化界面。平台左侧展示风速输入、老化检测、老化曲线及发电机功率、电流、电压等运行量测数据;中部对比显示参考风机与数字孪生风机三维模型,并提供运行数据、孪生数据曲线对比;右侧实时显示孪生风机运行状态、模型更新时间、同步率以及电机电阻、电感、惯性系数、控制参数等可更新参数。平台可支撑模型参数校准、运行状态监测、老化评估、仿真对比和智能运维决策。
风电机组半实物测试仿真平台面向控制验证、并网特性分析和宽频稳定性研究,可在实验室环境下复现双馈与直驱风机的典型运行特性,避免现场风速不可控、控制系统黑箱、设备功率等级高和调试风险大等问题。平台由风场仿真器、励磁变频器、对拖电机、双馈/直驱发电机、商用变流器、快速原型控制器、Chroma电网模拟源及采样系统组成。风场仿真器基于OpenFAST模拟风速和气动特性,对拖电机模拟机械输入,变流器实现功率变换与并网控制。平台具备气动—机械—电气耦合复现、开放控制和宽频阻抗测量能力,可支撑风场模拟、控制策略验证、故障穿越、阻抗测试及并网稳定性分析。
多变流器灵活组网测试平台面向风电、光伏、储能、SVG等新能源设备并网运行与稳定性分析需求,重点支撑多台变流器并联条件下的控制验证、阻抗测量和稳定性测试。平台由双向可编程直流源、商业变流器、滤波器及线路模块、并网变压器、电网模拟器、采样单元、接口模块、频率响应分析仪以及RTDS、RT-Lab等实时控制器接口组成,可模拟不同直流能量输入、交流拓扑、线路阻抗和电网强度工况。平台具备灵活组网、开放控制和宽频阻抗测量能力,支持单机并网、多机并联、弱电网接入、硬件控制器在环及稳定性分析,为新能源场站多设备并联运行机理、宽频振荡抑制和稳定控制策略验证提供支撑。
SimuNPS是完全自主可控的新型电力系统综合建模仿真软件,面向源、网、荷、储、充等系统的电磁暂态仿真、潮流计算与数据分析需求构建。软件融合时域、频域、信息域和多能域建模能力,支持麒麟等国产操作系统,具备丰富的电气元件库和控制系统元件库,可覆盖同步发电机、变压器、线路、变流器、风机、光伏、储能等典型设备。软件采用图形化建模画板和先进数值求解器,支持微秒级仿真步长、结果可视化、模型数据管理及C++二次开发,为新型电力系统建模、仿真和验证提供自主化平台支撑。
本工具箱面向综合能源系统建模与仿真需求,基于 Python 技术栈构建开放、模块化、可扩展的平台框架,参考 PowerFactory 和 Simulink,实现电、气、热、冷、储及多能耦合设备的统一建模、仿真计算与结果管理。当前版本已形成组件库、案例管理、稳态计算、优化计算、数据管理、结果可视化和 GUI 建模等功能模块。平台支持全纯嵌入法、FDM、非线性求解器等多种能流计算路径,并扩展最优能流、调度优化等分析功能。系统强调 Python 原生化和长期可维护性,预留动态仿真、控制、评价指标及第三方仿真接口,可支持算法复现、教学研究和工程应用。
本工具面向PSCAD中风机、光伏、储能、SVG及柔性直流等新能源装备模型的加速仿真需求,可作为高性能组件嵌入原有PSCAD工程。工具基于细粒度解耦与半隐式延迟接口算法,将详细模型划分为可并行求解的电气子网,并部署至GPU端加速计算。PSCAD侧保留主电网、接口节点及外部控制系统,通过自定义模块调用DLL,实现电压、电流和控制量同步交换。工具支持初始化、接口更新、子网计算与结果回传,在保证关键电气量精度的基础上提升大规模新能源场站电磁暂态仿真效率。
本工具基于全纯嵌入,用于1~3维多变量参数可行域分析。迭代策略采用多轮采样与边界加密两阶段模式,自动适配 CPU 和 GPU 算力进行并行运算。计算结果以绿、黄、红三色标识:绿色为可行区域,黄色为不可行区域,红色标注临界边界。该工具采用模块化设计,逻辑清晰、使用方便,不存在矩阵奇异、迭代发散问题,在复杂场景下收敛性能稳定;结合定向边界搜索策略削减冗余计算,精准刻画可行域边界,为电力工程潮流优化提供清晰的参数调整依据。
本程序用于BPA与DIgSILENT PowerFactory之间的模型自动转换。BPA是我国电力系统规划运行中广泛使用的成熟软件,数据体系完整、计算结果可靠;PowerFactory具备多类型仿真分析能力。程序通过解析BPA数据卡片,自动匹配并生成PowerFactory中的设备模型与各类元件,实现模型的高效转换。转换后可直接在PowerFactory中进行各类计算,有效融合BPA的数据优势与PowerFactory的分析功能,显著提升建模效率,为工程研究提供实用工具。
本程序的目的是在PSASP与DIgSILENT PowerFactory之间建立模型转换接口。使用该程序能自动将PSASP中大规模电网模型直接转换至PowerFactory平台,从而可以使用PowerFactory对模型进行各类计算和分析。该程序将PSASP优质的数据库资源以及PowerFactory优良的仿真平台结合起来,为相关学者提供便捷的模型转换器工具。
本程序的目的是在DIgSILENT PowerFactory和MATPOWER之间建立模型转换接口。使用该程序可以实现从外部自动读取DIgSILENT PowerFactory中的电网模型的数据,并导出为可被MATPOWER直接使用的".m"文件的功能。该程序把DIgSILENT PowerFactory和MATPOWER联合起来,可以提高相关研究的效率。
本工具服务于电力系统规划与运行分析人员,以Python 驱动,依托PowerFactory COM接口实现电网模型外部精细化控制,实现从参数配置、仿真运算、数据解析到报告生成的全流程自动化。支持批量向线路、母线、发电机等元件导入参数,自动构建仿真工况;调用 PowerFactory潮流、暂态稳定计算引擎完成仿真,导出母线电压、支路功率、发电机功角等结构化电气数据。结合Python数据处理能力,实现多工况结果比对、曲线绘图,自动输出分析报告。适用于新能源模型合规性验证、稳定性测试、欧标/国标下标准测试工况批量扫描、控制参数优化等工程场景,替代大量重复性人工操作,推动电力系统仿真向自动化、智能化升级。
本工具服务于电力系统规划与运行分析人员,以Python 驱动,依托PowerFactory COM接口实现电网模型外部精细化控制,实现从参数配置、仿真运算、数据解析到报告生成的全流程自动化。支持批量向线路、母线、发电机等元件导入参数,自动构建仿真工况;调用 PowerFactory潮流、暂态稳定计算引擎完成仿真,导出母线电压、支路功率、发电机功角等结构化电气数据。结合Python数据处理能力,实现多工况结果比对、曲线绘图,自动输出分析报告。适用于新能源模型合规性验证、稳定性测试、欧标/国标下标准测试工况批量扫描、控制参数优化等工程场景,替代大量重复性人工操作,推动电力系统仿真向自动化、智能化升级。
风力发电虚拟仿真赛训一体化平台以真实风电场及风力发电机组为原型,融合三维虚拟仿真、运行监控、故障诊断、实训考核等技术,构建集"教学、实训、竞赛、考评"于一体的数字化风电人才培养平台。平台支持陆上、海上风电场全景漫游,风机关键部件结构与工作原理学习,以及设备拆装、运行监控、多工况调节、并网操作等仿真实训。平台同时建设典型故障库,可开展故障注入、故障诊断、检修排障、安全规范及多人协同训练,并支持理论考试、仿真实操考核、全过程记录、智能评分和薄弱环节分析。通过高度还原真实风电运维场景和标准作业流程,为院校教学、技能实训及职业技能竞赛提供安全、高效、可重复、可评价的一体化实训环境。
风电机组精细化实时仿真系统——内容建设中,敬请期待。
电力交易预测系统以电力现货价格预测、供需状态分析及运行信息可视化为核心,综合接入电价、负荷、发电出力、新能源出力、气象及日期类型等多源数据,构建面向电力交易场景的预测分析与辅助决策平台。系统同时设置预测平台与数据展示模块,可对预测模型结构、训练流程、算法性能及历史数据进行可视化分析,并支持不同时间尺度数据查询与预测结果评估,为运行状态监测和预测模型优化提供直观的数据支撑与决策依据。