[發明專利]用于電力信息物理系統仿真的前置機仿真模型及實現方法在審

申請號：	201710253851.0	申請日：	2017-04-18
公開（公告）號：	CN107169168A	公開（公告）日：	2017-09-15
發明（設計）人：	李玉凱;韓佳兵;林昌年;王蘭香;張巖;周浩涵;張毅;穆世霞;林春龍;范玉昆;楊選懷	申請（專利權）人：	北京科東電力控制系統有限責任公司;國家電網公司
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50;G06Q50/06
代理公司：	北京中濟緯天專利代理有限公司11429	代理人：	楊樂
地址：	100192 北京市***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于電力信息物理系統仿真前置模型實現方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及電力系統仿真領域，尤其涉及一種用于電力信息物理系統仿真的前置機仿真模型及實現方法。

背景技術

隨著智能電網的快速發展，先進的信息通信技術在電力系統中得到廣泛應用，信息通信系統和物理電力系統相互耦合，形成了電力信息物理耦合系統(CPS)。電網數據采集與監視控制系統(SCADA)是電力信息物理耦合系統中重要的信息系統，是電網控制中心——能量管理系統(EMS)最重要的子系統，擔負著電氣設備遠程監視和控制的重任，其承載業務的可靠性是調度中心對廠站端進行遠程控制的關鍵。SCADA系統業務信息通過電力調度數據網傳輸，通信網絡作為SCADA信息傳輸的載體，其性能的優劣直接影響系統調度控制功能的實時可靠實施。

目前，對電力信息物理耦合系統進行分析，聯合仿真方法已成為最有效的手段之一。通常將電力連續系統和信息離散事件系統的動態仿真結合起來，即將電力系統仿真器和信息通信系統仿真器協同運作，以實現連續和離散事件動態過程獨立仿真和信息交互的功能。作為電力信息物理耦合系統控制中心的SCADA系統，以往的方案是在信息信仿真器中對其進行抽象和功能簡化建模。由于SCADA系統是一個功能較為復雜的平臺軟件，信息通信仿真器中簡化抽象的SCADA模型，在仿真過程中無法全面、真實刻畫其功能和性能，也無法準確全面反映其對電網的交互作用，同時也給基于SCADA的高級應用軟件的功能模擬帶來難度。

對現有電力信息物理系統聯合仿真方案分析如下：

(1)現有方案是在信息通信仿真器中對SCADA系統進行抽象和功能簡化建模。由于SCADA系統是一個功能較為復雜的平臺軟件，信息通信仿真器中簡化抽象的SCADA模型，在仿真過程中無法全面、真實刻畫其功能和性能；

(2)能量管理系統(EMS)的多種高級應用軟件，如故障研判與故障隔離、負荷轉供、無功/電壓控制等基于SCADA軟件平臺實現，抽象和簡化的SCADA仿真模型無法全面支撐這些高級應用軟件的仿真(或在抽象和簡化的SCADA仿真模型上實現這些高級應用軟件的仿真模型較為復雜和困難)，因此無法準確全面模擬電網控制中心對電網控制的交互過程。

本申請中，將真實的SCADA系統放置到電力信息物理仿真環節中，即實物SCADA系統、信息通信仿真器、電力仿真器三者聯合仿真。前置機是SCADA系統中與通信系統進行數據交互的接口，通過前置機仿真模型解決信息通信仿真器與SCADA進行時間同步與數據交換的問題。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明的目的在于：

(1)本發明通過設計前置機仿真模型，來解決信息通信仿真器與實物SCADA系統進行聯合仿真時所面臨的時間同步與數據交換問題。

(2)本發明在可提高聯合仿真效率的同時，能保證信息通信仿真器與實物SCADA系統進行聯合仿真的精確度。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于電力信息物理系統仿真的前置機仿真模型，所述模型包括：前置數據處理仿真模塊、前置機通信仿真模塊、命令隊列和數據隊列，其特征在于：

所述前置機通信仿真模塊運行在信息通信仿真器的進程空間，與智能終端仿真模型進行通信仿真；

所述前置數據處理仿真模塊通過所述命令隊列向所述前置機通信仿真模塊傳送SCADA服務器下發的控制指令；

所述前置機通信仿真模塊通過所述數據隊列向所述前置數據處理仿真模塊發送所述智能終端仿真模型發來的仿真數據；

所述前置數據處理仿真模塊將仿真數據轉換成真實SCADA系統所要求的格式后，通過SCADA系統專用訪問接口將仿真數據傳至所述SCADA服務器的實時庫中；同時，所述前置數據處理仿真模塊通過專用訪問接口接收SCADA系統下發的控制指令，并將控制指令存入所述命令隊列；

所述前置機通信仿真模塊通過所述命令隊列接收所述SCADA系統下發的控制指令，轉換成信息通信仿真器所要求的消息格式后發送給所述智能終端仿真模型。