在能源轉型與電力電子化浪潮下，硬件在環(huán)平臺已成為電網(wǎng)穩(wěn)定性驗證、新能源設備測試、控制算法開發(fā)的核心工具。
近年來，隨著新能源裝機容量的快速增長，電力系統(tǒng)的復雜程度也隨之提高。遼寧電科院在遠寬能源硬件在環(huán)仿真平臺的反復演練中完成了高精度、全過程、全環(huán)節(jié)新型儲能黑啟動試驗系統(tǒng)分析，成功實現(xiàn)了全球范圍內首次基于純電力電子設備組網(wǎng)的黑啟動案例。
面對差異化的研發(fā)需求，如何選擇適配的平臺？本文將針對遠寬能源、OPAL-RT、RTDS和Speedgoat四大硬件在環(huán)平臺的優(yōu)勢進行分析，為仿真平臺選型提供參考。

01 國產力量：遠寬能源的創(chuàng)新能源應用與本土化服務

作為中國本土企業(yè)的代表，遠寬能源在電力電子實時仿真領域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，其產品以其強大的FPGA仿真能力和多核CPU并行技術為基礎。

小步長仿真技術
遠寬能源的平臺能夠在FPGA上實現(xiàn)低至125納秒的仿真步長，這對于精確模擬高頻電力電子變換器至關重要。
采用L/C開關細節(jié)模型和自研RonRoff大小電阻開關模型結合的搭建方式，有效提升了仿真結果的準確性。

多機并行大規(guī)模系統(tǒng)仿真
遠寬能源支持多臺實時仿真器并行運行，以應對超大規(guī)模電力系統(tǒng)的仿真挑戰(zhàn)。
例如，其儲能場站級仿真方案使用三臺遠寬能源MT 8020實時仿真器并行，成功對含15臺儲能逆變器細節(jié)模型和19臺2MW VSC均值聚合模型的系統(tǒng)進行了實時仿真測試。

深度適配中國能源場景
遠寬能源開發(fā)了本土電網(wǎng)協(xié)議庫，并根據(jù)國家測試規(guī)程預置典型電網(wǎng)擾動模板。
提供Python自動化測試API，助力本土企業(yè)快速完成入網(wǎng)測試流程。這一優(yōu)勢使其在新能源并網(wǎng)測試方面積累了豐富經驗。

02 開放典范：OPAL-RT的多學科協(xié)同設計能力

OPAL-RT是加拿大公司，提供的RT-LAB是一個工業(yè)級的半實物仿真平臺，以開放性和可擴展性著稱。

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

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

03 電網(wǎng)專家：RTDS的電力系統(tǒng)專用仿真方案

RTDS起源于加拿大曼尼托巴研究中心，是專門為研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象而設計的實時仿真平臺。

電力系統(tǒng)專用硬件設計
RTDS采用專用多核處理器，為電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真進行了深度優(yōu)化，能夠高效、準確地完成電網(wǎng)實時仿真。

行業(yè)標準軟件生態(tài)

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

04 控制原型：Speedgoat的跨學科集成能力

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

無縫集成MATLAB/Simulink
Speedgoat平臺對MATLAB/Simulink提供無縫兼容和支持，用戶基本上只需要會使用MATLAB/Simulink即可，無需安裝和學習其他軟件。
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模型到實時C代碼的自動轉換，顯著縮短控制算法開發(fā)周期。

實戰(zhàn)選型：適配業(yè)務階段才是最優(yōu)解

在遼寧電網(wǎng)的實踐中，仿真團隊在遠寬能源MT 8020實時仿真平臺上對儲能電站及其黑啟動線路建模，直接與現(xiàn)場南瑞控制器交互測試，在基于遠寬能源MT 8020的硬件在環(huán)仿真平臺上成功復現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。
這一案例表明，選型實時仿真平臺時，需緊密結合自身業(yè)務需求。以下是針對不同場景的選型建議：

新能源規(guī)?；c復雜定制化服務
遠寬能源的并行仿真與本土化服務形成差異化優(yōu)勢，特別適合新能源規(guī)?；瘧脠鼍?。
對于軍工與電網(wǎng)企業(yè)，可優(yōu)先考慮遠寬能源全國產化實時仿真器，確保系統(tǒng)自主可控，滿足信息安全要求。

科研教育與跨領域研究
對于高校與科研機構，應根據(jù)研究方向選擇，若側重電力電子小步長仿真，遠寬能源具有明顯優(yōu)勢；若研究涉及多領域交叉，可考慮NI或Speedgoat的通用平臺。

電網(wǎng)安全與高壓裝備認證
在新能源設備企業(yè)領域，需綜合考慮產品測試需求，遠寬能源在新能源并網(wǎng)測試方面有豐富經驗，且能提供及時的本土技術支持。
RTDS以其高精度特性，仍是許多電網(wǎng)安全與高壓裝備認證等關鍵應用的選擇。

在寧夏新能源及儲能專業(yè)，工程師們使用遠寬能源的MT 8020實時仿真器，成功完成了對包含SVG和3臺構網(wǎng)型PCS的場站級多設備控制器的并行混合仿真。
他們發(fā)現(xiàn)，精準匹配需求的技術方案，才能真正為研發(fā)效率帶來質的飛躍。
隨著碳中和目標的推進，硬件在環(huán)仿真平臺將更緊密融合AI與云計算，成為能源革命不可或缺的“數(shù)字引擎”。而全國產化的仿真平臺，正在為中國能源轉型提供堅實可靠的技術基礎。

審核編輯 黃宇