電力系統動態模擬實驗室:物理動態模擬(圖解)
作為電力系統模擬研究領域成熟和重要的技術手段，物理動模試驗具有實證性強、技術成熟、仿真結果準確可靠等技術特點，在系統運行特性研究、事故分析、繼電保護裝置、發電機勵磁調節器、系統安全穩定控制裝置、電力系統運行方式、調度自動化等的試驗研究方面發揮了重要作用。
物理動態模擬是根據相似原理保證在模型上所反應的過程和實際系統中的過程相似，并且模型上的過程和原型的過程具有相同的物理實質，為了真實地反應原型中的過程，在電力系統原型和模型之間，首先須保證2 個系統用標幺值寫成的過渡方程相同，若2 個系統間的每個元件均相似，而且連接處的邊界條件和起始條件也相似，則整個系統也是相似的，這個相似條件不僅在線性系統適用，同樣可推廣到非線性系統，只要保證對應的非線性參數及特性曲線一致即可。
動模實驗室總體設計須考慮的問題包括：
1）模型機組容量的選擇問題；
2）模型機組數量的選擇問題；
3）線路模型的長度、參數的選擇問題；
4）模型線路電壓的選擇問題；
5）模擬系統的故障模擬方式；
6）模擬系統的測量和數據系統的選擇。
動態模擬實驗室的應用已有了近百年的歷史，在電力系統模擬仿真技術發展的不同階段，發揮了不同的作用，包括研究大型電力系統的并列運行問題、勵磁調節系統對系統穩定的影響、遠距離輸電的串聯補償問題、同步發電機的特殊運行狀態/振蕩/自勵磁問題、負荷特性、同步電機的頻率特性、非同步運行和再同步等過程，隨著數字仿真和離線計算軟件的日益成熟，動模實驗室的作用也在發生著變化，近年來，動模實驗室的作用主要包括以下幾個方面：
1）繼電保護及安全自動裝置、配網自動化及微網系統試驗研究。
對包含特高壓在內的各電壓等級的繼電保護和安全自動裝置的試驗研究，包括線路保護、變壓器保護、電抗器保護、母線保護、發電機保護、電動機保護、功角測量裝置、安全穩定控制裝置、發電機自動調節系統、自動減載裝置、重合閘裝置、故障錄波器等。將這些裝置直接接入動模系統，通過模擬各種系統運行工況和故障對裝置性能進行試驗和分析。
2）電力系統數學模型及參數的研究與驗證。
隨著特高壓輸電系統的建設和電網互聯規模的擴大，在數字仿真分析中對系統數學模型及參數的準確度提出了更高的要求。通過物理模擬試驗可對數學模型和參數，如負荷模型、發電機及其勵磁系統參數等進行試驗研究，為數字仿真分析模型的改進提供技術依據。
3）對電力系統新型設備進行試驗驗證。
隨著電力系統各項技術的進步，系統中將采用很多新技術，如可控電抗器、串補及可控串補、靜止無功補償、故障限流器、靜止無功補償器(staticsynchronous compensator，STATCOM)等。在動模實驗室可對這些設備的性能，及投入后對系統產生的影響進行試驗研究，既可驗證設備本身原理，又可對設備投入后的系統性能進行分析，為數字仿真建立相應數學模型提供數據基礎。
4）對運行人員進行培訓。
充分利用動模實驗室優越的試驗條件，使現場運行人員深入、準確地了解和掌握新型一次設備及新型繼電保護及安全自動裝置的性能。
動模實驗室建設是按照規模適當、設備先進、種類齊全的設計原則，充分利用現有條件，將可行性、實用性、先進性相結合，進行合理、精細的設計，并對試驗室建設中使用的關鍵技術進行深入的研究開發，力爭建成國際的動態模擬實驗室。
隨著電力技術的發展，對動模實驗室的要求逐漸提高，要求實驗室能跟蹤現代電力技術和設備發展的要求，滿足新型設備和現代電力系統試驗的條件，充分發揮物理動模的實證性強的特點，對電力系統控制保護裝置和新型電氣設備的基本原理和性能指標進行檢驗研究，為數模混合式仿真和全數字實時仿真提供基礎數據條件。
隨著現代電力系統的發展，對動態模擬試驗也提出了新的要求：
1) 要具有靈活可變的一次系統結構，滿足各種不同結構的原型系統的試驗需要，能夠進行各種故障試驗，其技術水平要能夠跟的上新技術發展的需要；
2) 能夠模擬現代電力系統的檢測、控制、監視、保護和調度的自動化；其控制系統要能夠體現出先進科學技術。
3) 大型發電機組模型、大型變壓器模型、1000kV特高壓輸電線路模型及其他新型動態物理模擬試驗設備；
4) 微電網、可再生能源、儲能等模擬系統；
5) 基于物理仿真模型及數字仿真模型的混合式仿真系統。
動模實驗室的水平主要體現在設備的規模、模擬元件的參數、模擬元件多樣性、控制水平、組模水平等方面，這些方面須進行大量的系統、元件和總體設計。動模設備幾乎沒有定型的產品，需要根據實驗室的參數和需求進行設計和研制，模擬設備的加工和制造都有特殊工藝要求，因此，系統設計工作量較大。在設備制造完成后，還需要根據實驗室的需求，進行模擬元件的組合和組模的系統集成工作。
電力系統動態模擬仿真平臺適用于高校教學、科研機構、國防、工礦企業等電力系統實驗室，可以完成繼電保護及安全自動裝置（滿足智能變電站）、配網自動化及微網系統試驗研究；電力系統數學模型及參數的研究與驗證；對電力系統新型設備進行試驗驗證；對運行人員進行培訓等項目。