[發明專利]一種電力系統廣域測量系統通信時延的實時仿真方法

有效

• 申請號: 201210434116.7
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102970180A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 黎雄;孫元章;張放;程林;劉志雄;曾敏;王舉;徐箭;林成;趙維興;唐建興;王國松;馬覃峰
• 申請（專利權）人: 武漢大學;貴州電網公司電力調度控制中心
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24;H02J13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其是涉及一種電力系統廣域測量系統通信時延的實時仿真方法。

背景技術

為了保證為飛速發展的現代社會提供安全、可靠、經濟的電能，現代電力系統的各大區域電網互相聯接，形成了地域跨度達幾千千米的廣域電力系統。廣域電力系統在顯著提高安全性、可靠性和經濟性的同時，廣域電力系統的動態控制問題也變得更加嚴峻。隨著通信技術的進步，電力系統廣域測量系統（WAMS）快速發展，WAMS測量終端——同步相量測量單元（PMU）逐漸布置在了電力系統的關鍵節點（通常為廣域電力系統中所有的500kV節點及重要的220kV節點）。WAMS正逐步成為廣域電力系統動態監測與控制的重要數據平臺。

電力系統廣域測量系統的測量數據更新間隔通常為10ms至20ms，且存在具有分布特性的網絡通信時延。工作人員在已有的電力系統廣域測量系統工程中，對通信網絡時延進行了實測，得到的結論為其通信時延具有分布特性，具有一個平均的網絡時延，越大或越小的通信時延出現的概率越小。典型的數據為，平均時延為10ms左右，但是仍會有80ms的時延時而出現。

用于廣域電力系統的基于WAMS數據的動態監測與控制的相關研究需要以實際的電力系統試驗為基礎。在實際運行的廣域電力系統中進行一次試驗的代價極高，研究人員通常以計的算機仿真試驗代替實際廣域電力系統中的試驗。

在電力系統的計算機仿真中，動態監測與控制使用的均為沒有考慮通信網絡特性的實時數據。以實時數字仿真器（RTDS，Real?Time?Digital?Simulator）系統為代表的電力系統設備硬件在環試驗平臺能通過功率放大器等設備真實還原電力系統設備的安裝環境。RTDS雖然能使用其自帶的GT-net板卡或接入PMU設備仿真WAMS功能，但是實驗室中難以搭建與真實WAMS相近的通信網絡，導致難以仿真WAMS受通信網絡時延的影響。

綜上，現有的電力系統仿真方法中，均難以仿真通信網絡時延對WAMS的影響，亟需一種在實時仿真系統中，可以仿真與實際WAMS通信網絡特性相同的通信時延的方法。

發明內容

為了克服現有技術缺陷，本發明提出了一種電力系統廣域測量系統通信時延的實時仿真方法。

本發明的技術方案為一種電力系統廣域測量系統通信時延的實時仿真方法，定義變量j的初始值為0；設關注的WAMS量測有K個，對應有K組中間輔助變量，每組中間輔助變量包括相應的測量值緩沖數據序列、通信時延緩沖數據序列、時延數據序列和WAMS數據鏈；所述測量值緩沖數據序列是用于存放當前仿真時刻起至之前最大仿真時延dT_max段內的測量值的序列，所述通信時延緩沖數據序列是用于存放與測量值緩沖數據序列中量測值的對應時延數據的序列，所述時延數據序列是用于存放待仿真的時延數據的序列，所述WAMS數據鏈是根據時標信息進行同步的帶時標WAMS測量數據的序列；

每當完成一個仿真步長的仿真計算后，得到多個量測的瞬時值，開始當前仿真步長的通信時延仿真，通信時延仿真包括以下步驟，

步驟1，令j＝j+1；

步驟2，根據限定處理時延的最大循環次數N值對關注的K個WAMS量測分別執行小步長子流程，所述小步長子流程以實時仿真系統的仿真步長dt實時輸出量測受通信時延影響的值；

其中，dT為WAMS測量步長，仿真的最大時延為dT_max；

步驟3，輸出經過小步長子流程處理后的K個WAMS量測的受通信網絡時延影響的值；

步驟4，判斷是否到達一次WAMS測量周期，判斷條件為j等于M，如果不相等，則沒有到達WAMS測量周期，進行下一次仿真，再次執行步驟1；如果相等，則到達一次WAMS測量周期，繼續執行步驟5；

其中，dt為實時仿真系統的仿真步長，dT為WAMS測量步長；

步驟5，根據限定處理時延的最大循環次數N值對關注的K個WAMS量測分別執行大步長子流程，所述大步長子流程用于以WAMS測量步長dT輸出量測受通信時延影響的值以及相應的時標；

步驟6，根據經過大步長子流程處理后的K個WAMS量測的對應的WAMS數據鏈，協調處理K個受時延影響的量測數據；

步驟7，結束當前仿真步長的通信時延仿真。

而且，步驟2中，將關注的WAMS量測依次標記為第k個量測，k=1，...,K；

對第k個量測執行的小步長子流程如下：

步驟a，初始化變量i=0；