隨著電力技術(shù)的發(fā)展,，電力系統(tǒng)的建設(shè)和電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模的擴大對動模實驗室的要求逐漸提高。電力系統(tǒng)物理動態(tài)模擬試驗是根據(jù)相似原理,，按比例縮減實際電力系統(tǒng)中的元件來建立電力系統(tǒng)模型,，確保在模型上所反應(yīng)的過程和實際系統(tǒng)中的過程相似，并且具有相同的電氣特性,。動模實驗室的建設(shè)初期需要花費大量的時間,，對系統(tǒng)總體規(guī)模和元件模型進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，例如設(shè)備的規(guī)模,、模擬元件的參數(shù),、模擬元件多樣性、控制水平,、組模水平等方面,。根據(jù)不同的動態(tài)模擬試驗需求，對動模設(shè)備的要求與種類逐漸多樣化,，在開展試驗前期需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作,，包括根據(jù)試驗需要設(shè)計選擇系統(tǒng)模型的具體參數(shù)，模擬元件模型之間的連接組合和動模系統(tǒng)的集成,。因此,，隨著數(shù)字仿真和離線計算軟件的日益成熟，全數(shù)字實時仿真逐漸成為對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的試驗研究、測試與驗證的重要手段之一,。
電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真最常見的解決方案是Dommel算法,。該算法中使用梯形積分法則將根據(jù)電力系統(tǒng)分析得到的積分方程離散化為代數(shù)方程。使用梯形積分法則的時候,，方程的解只在離散時刻進(jìn)行計算,，而不是連續(xù)時刻的解。兩次計算方程解的離散時刻之間的時間間隔被稱為步長,，表示為△t,。所有表示電力系統(tǒng)模型的方程必須在每個步長中進(jìn)行計算。對于包含電力電子的大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)模型,，即使使用現(xiàn)代*計算機,，每個步長的計算也需要花費很長時間才能完成，所花費的時間可能是幾秒,，幾十秒甚至幾分鐘,。這種情況的仿真被稱為“非實時”或“離線”運行模式。然而,，如果計算機能夠連續(xù)執(zhí)行并完成每個步長時間內(nèi)所需的計算,，所用時間小于或等于一個仿真步長，那么這種情況下的仿真可以稱為實時仿真,。如果系統(tǒng)能夠進(jìn)行實時仿真,，并且與外部世界在固定的時間間隔（時間間隔等于系統(tǒng)的仿真步長）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,，這種實時仿真可稱為“硬實時”,。
基于PC計算機的電磁暫態(tài)（非實時）仿真軟件一直廣泛運用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析研究，例如PSCAD,、EMTP,、ATP等。數(shù)字仿真軟件利用數(shù)學(xué)模型來表示各種電力系統(tǒng)元件,，用戶能自由組合和連接這些模型來搭建詳細(xì)的電力系統(tǒng)模型案例,，模擬各種系統(tǒng)運行工況和故障，滿足各種系統(tǒng)情況下暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析研究,。隨著現(xiàn)代電力技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展,，對電力系統(tǒng)控制保護裝置和新型電氣設(shè)備的基本原理和性能指標(biāo)進(jìn)行試驗研究成為了實驗室的主要研究方向。綜合物理動模和全數(shù)字仿真的特點,，基于物理和數(shù)字仿真模型的混合式仿真系統(tǒng)成為實驗室建設(shè)新的發(fā)展趨勢,。

RTDS實時數(shù)字仿真器是一個全數(shù)字化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r并連續(xù)地運行,，并通過Dommel算法對電力系統(tǒng)進(jìn)行電磁暫態(tài)模擬,。通過配套軟件和定制化硬件相結(jié)合的方式，RTDS實時數(shù)字仿真器可以實現(xiàn)步長從1.5微秒至50微秒的多速率系統(tǒng)仿真。RTDS實時數(shù)字仿真器的操作系統(tǒng)是按照實時要求設(shè)計研發(fā)的,，保證了仿真過程中的“硬實時”,，也就是說，仿真過程中不允許任何的計算超時發(fā)生,。

RTDS實時數(shù)字仿真器的硬件設(shè)備采用模塊化設(shè)計,，用戶可以根據(jù)實驗室規(guī)模隨時擴展RTDS仿真系統(tǒng)的計算能力以及I/O接口數(shù)量。實驗室的RTDS仿真系統(tǒng)規(guī)模增加可以通過兩種方式：一是增加更多的NovaCor授權(quán)核的許可證（每個RTDS仿真機箱中最多可以激活10個授權(quán)核）,，二是增加更多的RTDS NovaCor仿真機箱（chassis）,。結(jié)合目前的硬件設(shè)計，RTDS仿真系統(tǒng)可以支持包含多達(dá)144個仿真機箱的聯(lián)合仿真,。用于輸入輸出的I/O板卡（具體介紹參見下文3.2——外設(shè)板卡和硬件設(shè)備）可以根據(jù)實驗室仿真系統(tǒng)建設(shè)需要,，相應(yīng)增加RTDS仿真系統(tǒng)輸入輸出的I/O接口數(shù)量。

用戶通過RTDS實時數(shù)字仿真器配套軟件RSCAD來控制系統(tǒng)仿真,，使RTDS仿真器的操作和使用變得更加簡單,、高效。RSCAD軟件提供了一個圖形用戶界面（GUI）,，可以幫助用戶更加直觀的操作使用RTDS實時數(shù)字仿真器,，其中包括仿真系統(tǒng)的建立、系統(tǒng)的運行操作和控制,、在仿真過程中系統(tǒng)參數(shù)的修改,、數(shù)據(jù)采集和結(jié)果分析等。另外,，RSCAD軟件中包含大量的元件模型可以用來搭建詳細(xì)的仿真案例,，例如電力系統(tǒng)和電力電子元件模型、控制系統(tǒng)以及保護和自動化元件模型,。這些模型均由RTDS技術(shù)公司的研發(fā)團隊開發(fā)和測試,，在教學(xué)、研發(fā),、測試和實際工程中廣泛運用并加以驗證,。同時，根據(jù)RTDS的廣大客戶在日常工作使用中得出的經(jīng)驗與建議,，對RSCAD軟件不斷地進(jìn)行改進(jìn)和完善,。
RTDS實時數(shù)字仿真器是一個集設(shè)計、研究和測試于一體的理想工具,，通常用于對物理裝置的保護和控制方案的測試和驗證,。RTDS實時數(shù)字仿真器具備大量的數(shù)字、模擬和以太網(wǎng)的輸入/輸出（I/O）功能,，可以與物理的保護和控制裝置進(jìn)行閉環(huán)連接,，用于研究控保裝置與仿真的電力系統(tǒng)之間的相互作用。
RTDS實時數(shù)字仿真器可以在對操作運行人員、工程師,、研究人員和學(xué)生的培訓(xùn)中發(fā)揮多種多樣的作用,。事實上，RTDS實時數(shù)字仿真器為與電力行業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的模擬和測試提供了新的方法和技術(shù)優(yōu)勢,。因為RTDS實時數(shù)字仿真器是實時且連續(xù)運行的,，它能夠很大程度的模擬真實電力系統(tǒng)的運行方式與系統(tǒng)響應(yīng)特征。RTDS實時數(shù)字仿真器為測量設(shè)備,、保護繼電器和控制器等設(shè)備提供了一個模擬的且接近真實電力系統(tǒng)的環(huán)境,。在這個實驗平臺中，用戶可以配置,、操作和運行各種電力系統(tǒng)模型,，研究被測硬件裝置與仿真電路之間的相互作用。相比傳統(tǒng)的物理動態(tài)模擬方法,，基于RTDS的數(shù)字仿真方法具有建模周期短,、靈活性強、安全性好,、結(jié)果直觀等特點,。經(jīng)過大量實踐驗證的電磁暫態(tài)模型，保證了其數(shù)學(xué)模型的計算精度和合理性,，加上經(jīng)典Dommel算法的精確性和穩(wěn)定性以及現(xiàn)代計算機設(shè)備的強大計算處理能力,，為數(shù)模混合式仿真和全數(shù)字實時仿真提供基礎(chǔ)條件,，成為高性價比的電力系統(tǒng)模擬試驗選擇,。