[發明專利]一種配電網信息物理聯合仿真平臺及方法

在審

• 申請號: 201810666510.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108873734A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 鄭佩祥;陳彬;范元亮;朱淑娟;黃建業;張功林;吳涵;張明龍;鄭凌娟;王健;湯奕;王琦;韓嘯
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供一種配電網信息物理聯合仿真平臺及方法，其包括數字測試驗證部分和動模測試驗證部分；所述數字測試驗證部分包括配電網動模平臺、通信實體網絡及主站物理設備；動模測試驗證部分包括RT?Lab、OPNET及主站數字平臺；配電網動模平臺和配電網絡數字平臺組成電力層；通信實體網絡和通信數字平臺組成通信層；主站物理設備和主站數字平臺組成主站層。能夠快速精確地模擬系統動態交互行為。將數字仿真與動模仿真聯合統一，優勢互補。數字仿真用于快速建模和參數調整，動模仿真用于對無法精確數學建模的元件進行模擬，以高效的時間同步方法兼容連續系統仿真和離散事件仿真，有效驗證CPS環境下的配電網中通信系統對電力系統的影響。

技術領域

本發明屬于配電網仿真分析領域，具體來涉及一種配電網信息物理聯合仿真平臺。

背景技術

現代配電網包含了大量物理網絡、信息設備和計算單元，逐漸發展為大規模信息物理系統(cyber-physical system, CPS)，并且呈現出連續系統與離散系統并存、運行方式多樣化、網絡安全問題突出等特點。為解決這些問題，需要增加大量通信設施，以實現分布式電源的優化控制及其與大電網間的協同控制，達到一次設備、控制終端和多級控制器互通。上述因素導致配電網的網絡拓撲結構愈加復雜，給配電網的規劃和運行帶來較大不確定性。因此迫切需要發展配電網信息物理系統相關理論和方法，通過數據信息自動閉環流動實現配電網的狀態感知、實時分析、科學決策和精準執行。

在信息物理系統中，仿真測試驗證平臺是前瞻性開發研究中的重要手段，可以用來分析配電網技術的可靠性、開放性與互通性，辨識和評估實際工程實施和運行的風險，從而針對配電網CPS運行特點，提出高效適配、安全穩定的系統解決方案。對復雜異構的大規模配電網CPS，其測試驗證要體現其可觀、開放、融合、安全、自治的特征，這就要求測試驗證平臺組成靈活、控制多樣、信息多源、建模協調。在組成框架上，采用模塊化設計，體現系統的整體性與層次性；在控制方式上，以功能為出發點，因地制宜地采用集中式、分布式和混合式控制手段；在信息采集上，需兼容各設備元件通訊方式的復雜性，實現對多源信息的融合應用；從建模角度來看，既要對物理實體進行精細化建模，體現設備自身特性，又要能反映不同時空尺度的實體之間的交互影響，從而真實地反映系統的運行規律。

發明內容

為了提高配電網信息物理融合系統仿真效率和仿真精度，本發明設計了一種信息物理聯合仿真平臺。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種配電網信息物理聯合仿真平臺，其包括數字測試驗證部分和動模測試驗證部分；所述數字測試驗證部分包括配電網動模平臺、通信實體網絡及主站物理設備；所述動模測試驗證部分包括RT-Lab、OPNET及主站數字平臺；其中所述配電網動模平臺和配電網絡數字平臺組成電力層；通信實體網絡和通信數字平臺組成通信層；主站物理設備和主站數字平臺組成主站層。

在本發明一實施例中，在電力層中，配電網動模平臺與RT-Lab通過四象限功率放大器進行連接；通信實體網絡與OPNET通過交換機進行連接；主站物理設備與主站數字平臺通過交換機進行連接。

在本發明一實施例中，電力層、通信層和主站層之間通過以太網進行連接。

在本發明一實施例中，所述數字測試驗證部分和動模測試驗證部分通過觸發信號進行同步。

在本發明一實施例中，電力層、通信層和主站層之間通過對時報文進行同步。

在本發明一實施例中，所述主站物理設備包括電源模塊、饋線單元模塊、纜線投切模塊及環網柜模塊；所述電源模塊與主變模塊輸出連接；所述環網柜模塊與電源模塊輸出通過母線連接；所述饋線單元模塊通過纜線投切模塊與配電網動模平臺輸出連接。進一步的，將電源模塊、饋線單元模塊、纜線投切模塊及環網柜模塊所包含的器件組裝在一屏柜內。