本实用新型涉及电力系统混合仿真技术领域，特别是涉及一种采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置。
背景技术：
电力系统是一个规模庞大的非线性系统，对于电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程的仿真。
目前工程中通常对他们分别进行分析。当以电力系统的稳定性或以网络规划设计为研究目的时，电力系统模型常采用稳态或准稳态模型，系统元件的快变过程通常被忽略；当需要研究电力电子设备、直流阀控系统、控制保护策略以及次同步振荡等问题时，电力系统模型则采用详细的电磁暂态模型。在实际运行的电力系统中，电磁暂态过程和机电暂态过程是同时发生并且相互影响的，如果能将二者结合起来统一考虑，则不但有助于了解大系统暂态稳定过程的动态特性，而且有助于了解大系统中某一特定电网的暂态变化过程。
鉴于上述描述，亟待出现一种仿真接口装置，将电磁暂态计算与机电暂态计算进行实时接口，在一次仿真过程中同时实现对大规模电力系统的机电暂态仿真和局部网络的电磁暂态仿真。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型还有一个目的是提供一种采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置，实现了将电磁暂态计算与机电暂态计算进行实时接口，在一次仿真过程中同时实现对大规模电力系统的机电暂态仿真和局部网络的电磁暂态仿真，具有重要的工程应用价值。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置，其连接于机电暂态仿真系统的计算机群和电磁暂态仿真系统之间，用于与机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统进行实时数据交互，其特征在于，包括：
电磁暂态等值电路，其通过高速总线与第一通信系统进行数据通讯；
机电暂态等值电路，其通过光纤与第二通信系统进行数据通讯；
时序电路，其分别与第一通信系统和第二通信系统通讯连接；
其中，第一通信系统与第二通信系统通过光纤进行通讯，机电暂态仿真系统实时计算第一电力系统的机电暂态仿真等值参数，电磁暂态仿真系统实时计算第二电力系统的电磁暂态仿真等值参数。
优选的是，其中，第一电力系统为大电网，第二电力系统为局部电网。
优选的是，其中，机电暂态等值电路为戴维南等值电路。
优选的是，其中，当电磁暂态仿真系统是常规交流网络时，电磁暂态等值电路为诺顿等值电路；当电磁暂态仿真系统有HVDC或FACTS元件时，采用恒功率负荷、恒阻抗或者恒电流源等效电路。
优选的是，其中，电磁暂态等值电路中基波向量提取采用傅里叶变换来求解。
优选的是，其中，含有HVDC高压直流输电和FACTS柔性交流输电系统装置的电力系统，接口装置的位置分别设置在HVDC换流器交流侧母线或者FACTS等电力电子装置连接变压器一侧母线处。
优选的是，其中，所述时序电路采用并行数据交互方式控制第一通讯系统和第二通讯系统进行数据交互。
优选的是，其中，所述时序电路采用的并行数据交互方式具体为：当机电暂态仿真系统或者电磁暂态仿真系统发生故障时，第一通讯系统和第二通讯系统分别向对侧网络发送计算的机电暂态仿真等值参数或者电磁暂态仿真等值参数；
并且，机电暂态仿真系统采用对侧电磁暂态仿真系统的上一步计算的等值参数，结合本网络计算的等值参数进行本网络计算，故障和故障消除时刻，等待故障网络该时刻的计算结果，结合本网络参数进行故障时刻的计算；
以及
电磁暂态仿真系统采用对侧机电暂态仿真系统的上一步的计算等值参数，结合本网络计算的等值参数进行本网络计算，故障和故障消除时刻，等待故障网络该时刻的计算结果，结合本网络参数进行故障时刻的计算。
本实用新型至少包括以下有益效果：
本实用新型所述采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置中，
本实用新型以DDRTS(数字动态实时仿真系统)系统为电磁暂态主程序，机电暂态程序通过定义接口作为子程序嵌入DDRTS系统中运行，并将两者进行实时接口，从而实现电磁-机电混合实时仿真，这种方法既可以避免接口处理中的数模转换及通讯的误差和时间延迟，又可保证实时性及两种暂态仿真的独立性和接口的灵活性；
时序电路控制第一通讯系统和第二通讯系统之间的并行数据交互，从而有效控制电磁暂态与机电暂态仿真的执行顺序，保证电磁暂态和机电暂态仿真平滑连接，其仿真结果真实准确。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型所述采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本实用新型提供了一种采用嵌入式光纤通讯系统机电电磁仿真接口装置，其连接于机电暂态仿真系统的计算机群和电磁暂态仿真系统之间，用于与机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统进行实时数据交互，其特征在于，包括：
电磁暂态等值电路，其通过高速总线与第一通信系统进行数据通讯；
机电暂态等值电路，其通过光纤与第二通信系统进行数据通讯；
时序电路，其分别与第一通信系统和第二通信系统通讯连接；
其中，第一通信系统与第二通信系统通过光纤进行通讯，机电暂态仿真系统实时计算第一电力系统的机电暂态仿真等值参数，电磁暂态仿真系统实时计算第二电力系统的电磁暂态仿真等值参数。
在上述方案中，本实用新型以DDRTS(数字动态实时仿真系统)系统为电磁暂态主程序，机电暂态程序通过定义接口作为子程序嵌入DDRTS系统中运行，并将两者进行实时接口，从而实现电磁-机电混合实时仿真，这种方法既可以避免接口处理中的数模转换及通讯的误差和时间延迟，又可保证实时性及两种暂态仿真的独立性和接口的灵活性；时序电路用于控制第一通信系统和第二通信系统之间的实时有序通讯连接和数据交互。
在一个实施方案中，第一电力系统为大电网，第二电力系统为局部电网。
在一个实施方案中，机电暂态等值电路为戴维南等值电路。
在上述方案中，在电磁暂态仿真系统进行仿真时，机电暂态仿真系统必须用合理的等值电路来代替。由于机电网络的仿真规模比较庞大，一般为有源系统，并且机电仿真模型参数近似符合线性关系，所以可以直接用传统的戴维南(或者诺顿)等值电路来代替。但在交直流混合仿真中，机电网络的基波等值阻抗有时候不能真实反映系统的谐波阻抗特性，系统存在高频特性、谐波放大等问题，若采用与频率相关的等值阻抗形式来反映机电侧的网络特性，可以反应系统较宽频率范围内的原系统的动态响应过程。
在一个实施方案中，当电磁暂态仿真系统是常规交流网络时，电磁暂态等值电路为诺顿等值电路；当电磁暂态仿真系统有HVDC或FACTS元件时，采用恒功率负荷、恒阻抗或者恒电流源等效电路。
在机电暂态仿真系统进行仿真时，电磁暂态仿真系统也必须用合适的等值电路来代替。由于电磁暂态仿真系统的元件和结构较为复杂，可能包含非线性电力电子元件，甚至只有无源元件，其等值电路形式也比较复杂。当电磁侧是常规交流网络时，可采用类似机电侧的诺顿等值电路形式，当电磁侧有HVDC、FACTS元件时，根据网络和元件的特性，一般可采用恒功率负荷、恒阻抗或者恒电流源等类似形式。
在一个实施方案中，电磁暂态等值电路中基波向量提取采用傅里叶变换来求解。
在一个实施方案中，含有HVDC高压直流输电和FACTS柔性交流输电系统装置的电力系统，接口装置的位置分别设置在HVDC换流器交流侧母线或者FACTS等电力电子装置连接变压器一侧母线处。
在上述方案中，含有HVDC高压直流输电和FACTS柔性交流输电系统装置的电力系统，接口位置一般都选择在HVDC换流器交流侧母线或者FACTS等电力电子装置连接变压器一侧母线处。
当发生不对称故障或逆变器出现故障时，相位不平衡以及谐波引起的波形畸变问题较为严重，根据网络发生故障的位置和性质不同，灵活选择接口母线的位置，即把接口位置从换流母线处延伸到交流系统内部。
在弱耦合的交流系统中，接口母线波形的畸变程度大为降低，同时接口的选择更加灵活，根据研究简要可以在交流系统内部不同位置任意选择接口。
在一个实施方案中，所述时序电路采用并行数据交互方式控制第一通讯系统和第二通讯系统进行数据交互。
在一个实施方案中，所述时序电路采用的并行数据交互方式具体为：当机电暂态仿真系统或者电磁暂态仿真系统发生故障时，第一通讯系统和第二通讯系统分别向对侧网络发送计算的机电暂态仿真等值参数或者电磁暂态仿真等值参数；
并且，机电暂态仿真系统采用对侧电磁暂态仿真系统的上一步计算的等值参数，结合本网络计算的等值参数进行本网络计算，故障和故障消除时刻，等待故障网络该时刻的计算结果，结合本网络参数进行故障时刻的计算；
以及
电磁暂态仿真系统采用对侧机电暂态仿真系统的上一步的计算等值参数，结合本网络计算的等值参数进行本网络计算，故障和故障消除时刻，等待故障网络该时刻的计算结果，结合本网络参数进行故障时刻的计算。
在上述方案中，为保证电磁暂态和机电暂态仿真平滑连接，其仿真结果真实准确，必须设计合理的数据交换时序方案，控制电磁暂态与机电暂态仿真的执行顺序。机电暂态仿真的计算步长为毫秒级，而电磁暂态仿真程序的计算步长为微妙级。因此，机电暂态网络仿真和电磁暂态网络仿真之间的数据交互必定以一定的时间间隔进行，而最短的时间间隔便是机电暂态仿真步长，为了减少接口带来的误差，数据交互以机电暂态计算步长为单位进行。目前混合仿真所采用的数据交换方式主要有两种：串行数据交互方式和并行数据交互方式，当采用串行接口时序进行电磁暂态网络仿真时，机电暂态网络的仿真处于等待状态，同样，进行机电暂态网络仿真时，电磁暂态网络的仿真也处于等待状态，电磁暂态仿真和机电暂态仿真交替进行，期间的相互等待影响了仿真速度，为了提高混合仿真的计算速度，同时又不降低其计算速度，系统采用并行数据交互方式，在系统稳定运行状态下，采用对侧网络上一步的计算结果，结合本网络参数进行本网络计算，故障和故障消除时刻，等待故障网络该时刻的计算结果，结合本网络参数进行故障时刻的计算。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。