[發明專利]一種基于變時間窗同步方式的電力通信系統聯合仿真平臺及其同步方法

有效

• 申請號: 201610055323.X
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105740527B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王琦;湯奕;李峰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種電力通信系統聯合仿真平臺及其同步方法，電力系統仿真工具對電力系統進行連續時步仿真，采集每一步仿真數據，并將其打上仿真時間標簽傳輸至仿真同步模塊；通信系統仿真工具對通信系統進行離散時步仿真，并將每一步仿真結果打上仿真時間標簽傳輸至仿真同步模塊；仿真同步模塊分別接收電力系統仿真數據和通信系統仿真結果，根據電力系統仿真數據切換仿真同步時間窗，從而控制兩個仿真工具的數據交換時間。本發明能夠在聯合仿真平臺穩態時采用寬時間窗進行仿真，而在出現電力系統故障時間或者通信系統故障聯合仿真平臺進入動態過程時采用窄時間窗進行精確仿真，兼顧了仿真精度和速度，有助于提高電力通信聯合仿真的效率。

技術領域

本發明涉及電力系統仿真領域，尤其涉及電力通信聯合仿真平臺及其同步方法。

背景技術

電力系統的電力流和信息通信系統的信息流存在本質上的區別。在信息流中，對于特定的信息可以指定接受者，并調度其傳送路徑。然而在電力流中，同一電網中電源的注入功率與用電設備的消耗功率之間在任何時間斷面上都是平衡的；電功率在電網中的流動則服從基爾霍夫定律,即每一個電氣節點上的輸入與輸出在任意時刻平衡,沒有緩沖、存儲或滯后的可能。即使在電網不正常的狀態下,上述平衡關系仍然嚴格存在,只不過此時的平衡伴隨著電能質量降低、設備過載,負荷被迫退出,或電網解列直至崩潰。不平衡功率只會發生在發電機轉子節點上的機械輸入功率與電磁輸出功率之間,并引起同步穩定性問題。然而傳統電力系統研究與信息系統研究在理論和方法上基本是割裂的，在現有理論方法框架下難以深入分析信息系統對電力系統運行與控制的影響。在現有研究中將二者作為復合系統時，時間同步性、兩個系統結構的異構性、元件組成和動態響應的差異性使得研究人員不得不對其中某一部分進行簡化考慮，這也給研究結果的準確性和實用性帶來一定影響。

因此，迫切需要建立一個能夠深入分析復雜的電力通信系統的平臺工具，為相關理論和應用問題的深入研究提供仿真、測試和驗證支撐。美國國土安全部(US Departmentof Homeland Security)于2008年發布的報告《全美電網仿真工具性能：需求和相關問題》中提出未來的電網仿真工具應當能夠對多種電網外部擾動事件進行建模，以分析電力系統與通信系統等關鍵設施之間的交互行為。

發明內容

發明目的：為了提高電力通信系統仿真平臺的仿真效率和精度，本發明提供一種基于變時間窗同步方式的電力信息聯合仿真方法。

本發明的技術方案如下：一種基于變時間窗同步方式的電力通信系統聯合仿真平臺，包括電力系統仿真工具和通信系統仿真工具；所述電力系統仿真工具對電力系統進行連續時步仿真，采集每一步仿真數據；所述通信系統仿真工具對通信系統進行離散時步仿真；還包括仿真同步模塊；所述電力系統仿真工具將其每一步的仿真數據打上仿真時間標簽傳輸至所述仿真同步模塊；所述通信系統仿真工具將其每一步的仿真結果打上仿真時間標簽傳輸至仿真同步模塊；

所述仿真同步模塊包括仿真時間窗選擇模塊和同步模塊；所述仿真時間窗選擇模塊在電力通信系統聯合仿真平臺達到仿真時間窗切換的觸發條件時，所述仿真時間窗選擇模塊選擇窄時間窗為電力通信系統聯合仿真平臺仿真時間窗；在死區時間內電力通信系統聯合仿真平臺未達到仿真時間窗切換的觸發條件時，所述仿真時間窗選擇模塊選擇寬時間窗為電力通信系統聯合仿真平臺仿真時間窗；所述仿真時間窗為用戶設定，分為寬時間窗T1＝a*T_P和窄時間窗T2＝b*T_P；其中，a和b為整數，且a>b，T_P為電力系統仿真工具仿真步長；所述死區時間為用戶設定時間；

所述同步模塊在每個仿真時間窗結束時向電力系統仿真工具傳輸通信系統仿真結果，向通信系統仿真工具傳輸電力系統仿真數據。