本帖最后由 远宽能源 于 2025-9-15 11:22 编辑
远宽能源与国际主流厂商：实时仿真五大平台技术优势解析
实时仿真背景 在能源转型与电力电子化浪潮下，实时仿真技术已成为电网安全、新能源设备测试的核心工具。全球范围内，中国的远宽能源（ModelingTech）以及RTDS、Opal-RT、Speedgoat、NI等企业各展所长，共同拓展着仿真技术的边界。本文将从实时仿真几大核心指标入手，剖析五大厂商的独特优势，展现实时仿真如何为电力、交通、新能源等领域赋能。
1. 实时仿真步长 对于电力与电力电子系统的实时仿真（HIL）来说，实时仿真的时间尺度（仿真步长）是一个很重要的概念，电力与电力电子系统的实时仿真按仿真步长主要可以分为如下的两类：基于多核CPU，仿真步长大，适用于交流电网系统；基于FPGA，仿真步长小，适用于电力电子系统。 远宽能源：远宽能源平台的一个显著特点是其强大的FPGA仿真能力，能够在FPGA上实现低至125ns的仿真步长，这对于精确模拟高频电力电子模块至关重要；具备CPU多核并行仿真能力，能够以小于或等于50μs的仿真步长对大规模新能源场站级电网进行实时仿真，兼顾电力电子细节模型仿真与系统级仿真的能力。 Opal-RT：支持CPU/FPGA混合仿真，强调模块化扩展能力，支持超大规模集群仿真。高端英特尔 (INTEL) 多核处理器与强大的 XILINX Kintex 7 FPGA 的整合实现了较大的模拟功率和亚微秒模拟时间，提升电力电子系统仿真的精确性。 RTDS：专有IBM PPC多核处理器+FPGA架构，深耕电力系统保护与电磁暂态仿真，稳定性受电网领域认可，针对传统电力系统组件步长通常50-100μs，针对快速开关过程的设备步长通常2-5μs。
2. 实时仿真模型搭建方式 在评估实时仿真（HIL）产品时，支持电路模型搭建的方式也是一个比较重要的性能指标，这决定了用户是否能够自由地搭建想要模拟的电路拓扑。 远宽能源：采用L/C开关细节模型和自研RonRoff大小电阻开关模型结合的搭建方式。对于低开关频率的拓扑，采用LC建模的方法；对于高开关频率的场合，用户可以选择RonRoff的建模方式。满足不同开关频率拓扑的不同仿真需求，尤其在20kHz以上的高频场景中有效提升仿真结果的准确性。 Opal-RT：开发了基于 FPGA 的电气硬件求解器 (eHS)，与 传统数值积分法BE 相比，保真度有了显著提高，尤其是在转换器初级侧谐振电感电流建模方面。 Speedgoat：开关函数建模（ABM），简化电力电子拓扑内部的复杂度，降低对仿真硬件资源的占用，并减少模型计算量，提升计算速度，缩短仿真步长。
3. 实时仿真规模 远宽能源：单CPU核能以50μs步长仿真1000个节点电力系统网架、单台设备可支持15个CPU Core并行仿真，支持对百兆瓦级光伏电站（包含14个光伏发电系统，每个运行12个平均值建模的光伏逆变器系统）进行实时仿真；利用多机并行技术成功实现15台物理控制器和19台控制代码封装控制器同时在环仿真。 RTDS：可处理大规模电网系统，例如包括数百个节点的交流输电网络、火电厂、水电站和负荷中心的主电网。 Opal-RT：OP4500 可模拟电网，节点多达约200个。
4. 实时仿真模型兼容性 远宽能源：兼容Simulink模型，一键编译；提供Python自动化测试API及HIL Scope工具，提升用户研发效率；上位机全中文支持，适配本土用户开发习惯。 Speedgoat：原生集成MATLAB/Simulink，支持从控制算法到物理模型的无缝衔接，覆盖汽车、航空等跨领域应用。 NI：支持MATLAB/Simulink，且支持与多种第三方物理模型和仿真软件集成，例如车辆动力学领域的CarSim、IPG CarMaker、VIRES VTD，以及多领域仿真工具AMESim等。
结语 实时仿真技术的竞争本质是行业需求的多样化映射——无论是远宽能源在多机并行与高频电力电子仿真中的敏捷创新，还是RTDS在电网保护领域的深厚积淀，Opal-RT的开放集成生态，Speedgoat的跨学科覆盖能力，NI灵活性高、软硬件通用性强，都在共同拓展仿真技术的应用深度与广度。未来，随着碳中和目标的推进，实时仿真技术将更紧密融合AI与云计算，成为能源革命不可或缺的“数字引擎”。
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