Open Source Tools

MATACDC is een gratis, op MATLAB gebaseerd open source programma voor AC/DC-stroomanalyse. Het programma gebruikt een sequentieel AC/DC-stroomalgoritme en kan worden gebruikt voor het simuleren van gekoppelde AC-systemen en Multi-terminal Voltage Source Converter High Voltage Direct Current (VSC HVDC) systemen. 

Het AC/DC-stroomprobleem wordt sequentieel opgelost, wat betekent dat het programma de AC/DC-stroom oplost door iteratie tussen de AC-systemen en de DC-systemen. Voor de AC-systeemvermogensstroom maakt het programma volledig gebruik van MATPOWER, een vermogensstroomprogramma in MATLAB. Het pakket is volledig geïntegreerd met de bestaande AC-stroomroutines die in MATPOWER zijn ontwikkeld, terwijl de oorspronkelijke broncode van MATPOWER ongewijzigd is gebleven. 

MATACDC deelt dezelfde filosofie als MATPOWER en MATDYN: “Het is bedoeld als een eenvoudig te gebruiken en aan te passen simulatiehulpmiddel voor onderzoekers en docenten.” De broncode van MATACDC is beschikbaar. De code is goed gedocumenteerd, gestructureerd en eenvoudig te begrijpen en aan te passen.  

PowerModelsACDC.jl is een Julia/JuMP/PowerModels pakket met modellen voor DC-lijnen, vermaasde DC-netwerken en AC/DC-convertoren. De code bouwt voort op de architectuur van PowerModels en is ontworpen om probleemspecificaties (bv. Power Flow, Optimal Power Flow, …) los te koppelen van de formuleringen van het stroomnetwerk (bv. AC, DC-benadering, SOC-relaxation, …). 

Het four-bus HVDC-nettestsysteem kan worden gebruikt als standaard testsysteem voor HVDC-studies van elektriciteitssystemen in EMT-software. De PSCAD simulatiebestanden bevatten een kant-en-klaar HVDC-net met 4 convertoren, verbonden door een vermaasd DC-net met vijf kabels. De grootte van het HVDC-net maakt het mogelijk om het model ook in de educatieve versie uit te voeren. 

Een regel- en beveiligingssysteem voor het HVDC-net is geïmplementeerd, maar kan eenvoudig worden aangepast. 

DSAnalysis is een gebruiksvriendelijke Matlab-toolbox voor de analyse van dynamische systemen. Vanwege de niet-lineaire bewerkingen, de periodieke trajecten van systeemtoestanden en de tijdsvertragingen in de regelstructuur van de converter, maakt deze toolbox gebruik van een geavanceerd raamwerk van de harmonische toestandsruimte (HSS), dat de analyse van vertraagde lineaire tijdsperiodieke (LTP) systemen mogelijk maakt. Hiermee kan de methode de stabiliteitseigenschappen van een toekomstig energiesysteem nauwkeurig weergeven.

De huidige versie biedt ondersteuning voor:

• Het definiëren van dynamische systemen met behulp van analytische differentiaalvergelijkingen in state-space vorm, inclusief hun numerieke parameters en inputs (regelreferenties en externe bronnen);
• Het berekenen van periodieke trajecten of evenwichten;
• Symbolische linearisatie van de analytische differentiaalvergelijkingen in state-space vorm;
• Het transformeren van lineaire tijdsperiodieke systemen naar lineaire tijdinvariante systemen via frequency-lifting;
• Het berekenen van eigenwaarden/karakteristieke wortels voor modale analyse met kleine signalen (inclusief participatiefactoren);
• Het berekenen van frequentieresponsies voor stabiliteitsbeoordelingen in het frequentiedomein;
• Numerieke integratie van de differentiaalvergelijkingen voor simulatie in het tijddomein.

Z-tool is een Python-gebaseerde implementatie voor de stabiliteitsanalyse van moderne energiesystemen. De belangrijkste functies omvatten de karakterisering van subsysteemgedrag in het frequentiedomein, zoals impedantie- en admittantiemetingen, en de beoordeling van de klein-signaalstabiliteit. De analyse is gebaseerd op een bestaand systeemmodel uit de EMT-simulatiesoftware PSCAD en/of externe gegevensinvoer.

De volgende functies zijn momenteel geïmplementeerd en gevalideerd:

• Admittantiescan op basis van spanningsturbatie op verschillende knooppunten, inclusief MMC-gebaseerde systemen en black-box componenten;
• Stabiliteitsbeoordeling met het Generalized Nyquist Criterion voor standalone-stabiele MIMO-systemen;
• Identificatie van oscillatiemodi via eigenwaarde-decompositie (EVD) en busdeelnamefactoren;
• Beoordeling van passiviteit en versterking via Singular Value Decomposition (SVD).