HYPERSIM是魁北克水電（Hydro-Québec），法國（RTE）和中國電力科學(xué)研究院（CEPRI）20年來合作研究的結(jié)晶。自2010年起，OPAL-RT繼續(xù)致力于HYPERSIM的開發(fā)，HYPERSIM6.0具備*的基于Windows®的建模環(huán)境。HYPERSIM 支持標(biāo)準(zhǔn)的Intel兼容多核計(jì)算機(jī)以及所有OPAL-RT的*FPGA實(shí)時(shí)I/O系統(tǒng)，是有能力仿真和分析有多達(dá)2000三相總線的超大型電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器，依托開放的結(jié)構(gòu)、高速并行處理和模塊可升級(jí)性來提供標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)仿真，這種通過標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的性能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他利用自定義DSP和RISC處理器板的高造價(jià)數(shù)字實(shí)時(shí)仿真器。HYPERSIM一直處于創(chuàng)新前沿，并已成為美國，亞洲和歐洲國家實(shí)驗(yàn)室，行業(yè)研發(fā)中心以及電力公司的標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備，它被用于工廠驗(yàn)收、系統(tǒng)集成測試以及研發(fā)工作和投產(chǎn)試驗(yàn)。

強(qiáng)大的電網(wǎng)仿真能力

可以在一個(gè)仿真器上創(chuàng)建上千個(gè)三相主線的實(shí)時(shí)電力系統(tǒng)模型，而不影響電磁暫態(tài)精確度。

高速處理與通訊

在處理能力，處理器間通訊速度和擴(kuò)展性方面，HYPERSIM運(yùn)行于OPAL-RT的標(biāo)準(zhǔn)Intel兼容多核計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

電力電子仿真模型

提供大量適用于電力行業(yè)需求的易配置電力電子模型，可聯(lián)合 FPGA執(zhí)行亞微秒步長級(jí)快速電力電子模型以達(dá)到準(zhǔn)確度。

HYPERSIM包括硬件和軟件兩大部分，該系統(tǒng)既可以利用工作站進(jìn)行單處理器或多處理器的離線仿真，也可以通過OPAL-RT下公司的OP5600系列仿真主機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真?？梢詰?yīng)用在:控制器測試、保護(hù)設(shè)備測試、HVDC與FACTS系統(tǒng)相互影響的研究等。具有以下的特征:

■ 豐富的電力系統(tǒng)和電力電子模塊庫

  發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、傳輸線、配電線以及負(fù)載等電力系統(tǒng)常見設(shè)備，電力電子器件、電壓/ 電流傳感器，Virtual IED與繼電器等

■ 支持與Matlab/SIMULINK/SPS的接口

■ 支持用戶編寫的C代碼/庫可以導(dǎo)入EMTP-RV的電網(wǎng)數(shù)據(jù)

用戶可以搭建電網(wǎng)模型，配置元件參數(shù)，添加測量點(diǎn)，MapTask自動(dòng)任務(wù)分配，仿真開始與結(jié)束控制，在線調(diào)參等。HYPERSIM提供了精確的潮流分析模塊，根據(jù)功率/電壓基準(zhǔn)值，建立起電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)條件，自動(dòng)初始化電力系統(tǒng)。*的插值技術(shù)，使用戶能夠精確仿真兩個(gè)時(shí)間步長之間出現(xiàn)的閥觸發(fā)。

■ 在的核上自動(dòng)分核并行計(jì)算仿真

■ 一鍵代碼編譯運(yùn)行

■ *的插值技術(shù)能夠精確仿真步長之間出現(xiàn)的閥觸發(fā)

■ 支持MATLAB/Simulink模型導(dǎo)入

■ 支持用戶C代碼自定義模塊，調(diào)用封裝鏈接庫

ScopeView是一種數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理軟件，用于對(duì)HYPERSIM的仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)可視化分析。能夠?qū)雭碜訣MTP-RV，MATLAB與Comtrade的數(shù)據(jù)；具有*的運(yùn)算后處理能力，例如計(jì)算/最小值，平均值，F(xiàn)FT，諧波分析等；可以生成測試報(bào)告。

■ 仿真結(jié)果可視化波形界面及處理

■ 可執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、頻域響應(yīng)、譜密度等數(shù)值處理

■ 波形操作處理，可用作生成報(bào)告、論文結(jié)果

■ 可讀取MATLAB， CSV， COMTRADE等格式的數(shù)據(jù)源文件

■ 允許用戶編寫自動(dòng)測試用例，并且執(zhí)行測試；

■ 進(jìn)行數(shù)千次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)蒙特卡羅試驗(yàn)、晝夜連續(xù)測試等；

■ 按標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并用于離線分析。

■ 開放的應(yīng)用程序界面

■ 自動(dòng)生成測試波形和數(shù)據(jù)報(bào)表

■ 測試結(jié)果自動(dòng)數(shù)據(jù)處理（例如：執(zhí)行上千次電流值統(tǒng)計(jì)）

HYPERSIM適用于數(shù)千條三相母線的大規(guī)模電力系統(tǒng)測試的實(shí)時(shí)系統(tǒng)?？筛鶕?jù)客戶需求定制計(jì)算機(jī)和通信板，為提高仿真能力提供了有競爭力的解決方案。

OP5600實(shí)時(shí)仿真主機(jī)

■ X8/16/32/64個(gè)核3.46 GHz， Xilinx FPGA (Spartan 3或者Virtex 6)，

■ 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(Linux Redhat)以及強(qiáng)大的I/O處理能力；

■ 最多128路模擬I/O或256路數(shù)字I/O或兩者都有；

■ 借助DB37與外部設(shè)備連接；

■ 前面板上的I/O監(jiān)控；

■ 最多4個(gè)PCI插槽；

■ 支持第三方I/O通信協(xié)議IEC61850，UDP/IP， CAN， ARINC，

■ MIL1553， IRIG-B， DNP3.0， C37.118等。

OP5607實(shí)時(shí)仿真主機(jī)

■ 最多128路模擬I/O或256路數(shù)字I/O或兩者都有；

■ 4U機(jī)箱，包含一塊Virtex 7 FPGA卡；

■ PCIe x 4 ( 20Gbps )通訊接口。

HYPERSIM軟件也能夠與OP7000機(jī)箱以及I/O系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，可以使用多塊FPGA板卡，以微秒級(jí)的步長對(duì)電壓源變換器進(jìn)行高精度的仿真。

HYPERSIM電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)

如下圖是一個(gè)典型的HYPERSIM電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng).包括2臺(tái)OP5600實(shí)時(shí)仿真機(jī)和1臺(tái)OP7000（FPGA）仿真機(jī)，并可選配OP7020（FPGA）仿真機(jī)，擴(kuò)展4臺(tái)4核OP4500仿真機(jī)。系統(tǒng)通過OP7000仿真機(jī)遠(yuǎn)程I/O接口，與用戶的控制保護(hù)裝置進(jìn)行對(duì)接，利用SFP高速光纖進(jìn)行通訊，以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，用戶可通過用戶工作站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

控制器和保護(hù)系統(tǒng)的硬件在環(huán)測試

■ 控制器與保護(hù)系統(tǒng)的功能與性能測試；

■ 復(fù)雜SCADA系統(tǒng)的測試；

■ FACTS動(dòng)態(tài)性能測試；

■ 繼電器與自動(dòng)重合閘設(shè)備的閉環(huán)測試；

■ 大規(guī)模交流輸電系統(tǒng)中HVDC變換器與FACTS的集成；

■ 新技術(shù)研究，如MMC-HVDC變換器及其與真實(shí)電網(wǎng)連接時(shí)的分析；

■ 縮短控制器調(diào)試時(shí)間，實(shí)現(xiàn)更加有效的控制策略設(shè)計(jì)；

■ 高壓設(shè)備的功率硬件在環(huán)PHIL測試。

電力系統(tǒng)研究

■ 交流與直流電力系統(tǒng)的電壓分析、動(dòng)態(tài)分析以及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析；

■ 交直流電力系統(tǒng)相互作用；

■ 故障狀態(tài)、線路變化、或者鐵磁諧振時(shí)的電磁暫態(tài)分析；

■ 用戶電力設(shè)備與FACTS的分析，如STATCOM,SVC與TCR；

■ 不同條件下突發(fā)事件的研究；

■ 發(fā)電、輸電與配電；

■ 智能電網(wǎng)；

■ 分布式能源，如光伏陣列、風(fēng)力渦輪機(jī)、同步電機(jī)與燃料電池。

高等教育與培訓(xùn)

■ 對(duì)從事電力系統(tǒng)保護(hù)與控制相關(guān)工作人員培訓(xùn)的實(shí)用資源；

■ 適用于緊急情況的操作機(jī)構(gòu)與技術(shù)人員的培訓(xùn)；

■ 高校應(yīng)用類課程。

魁北克高壓交直流輸電仿真系統(tǒng)

本系統(tǒng)仿真了實(shí)際的加拿大魁北克交直流輸電系統(tǒng)，電網(wǎng)輸電等級(jí)為230kV，仿真規(guī)模為780個(gè)三相節(jié)點(diǎn)，包含魁北克地區(qū)25個(gè)大規(guī)模風(fēng)場詳細(xì)模型，7個(gè)SVC及其控制，1條3端直流輸電系統(tǒng)，直流輸電控制采用實(shí)際控保裝置接入的方式運(yùn)行。

HYPERSIM能對(duì)相當(dāng)大規(guī)模的電力輸電系統(tǒng)進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真，可以包含上千個(gè)電力系統(tǒng)器件，實(shí)現(xiàn)電力潮流分析，自動(dòng)分配任務(wù)，電力參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)參，為大規(guī)模輸電系統(tǒng)提供更成熟可靠地解決方案。