[發(fā)明專利]基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法

有效

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• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN110046383B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳優(yōu);馬凡;付立軍;紀(jì)鋒;許軼楠;郝曉亮;張雪妍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

1.一種基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，其特征在于包括以下步驟：實(shí)現(xiàn)OPNET接口節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)PSCAD自定義模塊，實(shí)現(xiàn)混合仿真控制程序，實(shí)現(xiàn)基于事件同步與篩選的混合仿真時鐘同步與數(shù)據(jù)傳輸方法，形成混合仿真平臺；

所述的基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，具體包括以下步驟：

第一步，進(jìn)行混合仿真控制程序的初始化與參數(shù)配置；

第二步，OPNET接口節(jié)點(diǎn)篩選信息網(wǎng)絡(luò)中電力系統(tǒng)控制事件，接口節(jié)點(diǎn)對該事件進(jìn)行響應(yīng)，在響應(yīng)操作中生成對應(yīng)的控制指令并發(fā)送至混合仿真控制程序；

第三步，OPNET接口節(jié)點(diǎn)解析與上傳混合仿真控制程序所需的傳輸數(shù)據(jù)；

第四步，PSCAD自定義模塊獲取電力系統(tǒng)當(dāng)前仿真時間，判斷當(dāng)前時間點(diǎn)是否為仿真同步點(diǎn)，并執(zhí)行對應(yīng)操作；

第五步，PSCAD自定義模塊調(diào)用SOCKET接收函數(shù)接收混合仿真控制程序發(fā)來的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行解析；

第六步，利用RTI庫中提供的時間控制函數(shù)實(shí)現(xiàn)混合仿真控制程序中主時鐘的等步長推進(jìn)；

第七步，在混合仿真控制程序運(yùn)行過程中，OPNET仿真時鐘隨混合仿真主時鐘同步推進(jìn)，并在每一個電力系統(tǒng)時鐘同步點(diǎn)將采集到的電力系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)寫入仿真交互變量中，并通過調(diào)用“發(fā)送交互”庫函數(shù)發(fā)送至OPNET接口節(jié)點(diǎn)；同時實(shí)現(xiàn)“交互接收”函數(shù)，通過該函數(shù)在仿真運(yùn)行過程中監(jiān)控OPNET交互事件并獲取信息網(wǎng)絡(luò)控制指令和時間；

第八步，混合仿真控制程序通過SOCKET接口接收，并解析PSCAD在每個電力系統(tǒng)同步點(diǎn)傳來的電力系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，同時在每一個電力系統(tǒng)同步點(diǎn)和信息網(wǎng)絡(luò)同步點(diǎn)將同步信息發(fā)送至PSCAD，數(shù)據(jù)包中包括同步事件類型、信息網(wǎng)絡(luò)控制指令及指令下發(fā)時間；

第九步，基于事件同步與篩選的混合仿真時鐘同步與數(shù)據(jù)傳輸方法，形成混合仿真平臺；仿真平臺以基于事件檢測的主-從式時鐘同步模式運(yùn)行，以O(shè)PNET網(wǎng)絡(luò)仿真作為主仿真運(yùn)行；在仿真中將電力系統(tǒng)的周期監(jiān)控事件預(yù)設(shè)為電力系統(tǒng)同步事件，同時在OPNET運(yùn)行中檢測OPNET中需要響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)事件，據(jù)此動態(tài)添加信息網(wǎng)絡(luò)同步事件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，其特征在于電力系統(tǒng)控制事件的篩選步驟為：當(dāng)OPNET接口節(jié)點(diǎn)檢測到數(shù)據(jù)包接收事件時，首先判斷數(shù)據(jù)包類型；若數(shù)據(jù)包為控制指令數(shù)據(jù)包，則解析數(shù)據(jù)包得到控制指令，并將控制指令與受控設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行對比；若控制指令與受控設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)不一致，則將該數(shù)據(jù)包接收事件判定為電力系統(tǒng)控制事件；

接口節(jié)點(diǎn)對電力系統(tǒng)控制事件的具體響應(yīng)操作為：根據(jù)獲取的控制指令生成指令數(shù)據(jù)包，并調(diào)用OPNETHLA接口中的交互函數(shù)將數(shù)據(jù)包發(fā)送至混合仿真控制程序。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，其特征在于第三步包括以下步驟：

OPNET接口節(jié)點(diǎn)從端口獲取混合仿真程序發(fā)來的數(shù)據(jù)包，解析數(shù)據(jù)包獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)打包成信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包格式并發(fā)送至對應(yīng)的控制器節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，其特征在于PSCAD自定義模塊根據(jù)以下條件判斷當(dāng)前時間點(diǎn)是否為仿真同步點(diǎn)，并執(zhí)行對應(yīng)操作：

(1)若當(dāng)前仿真時間為預(yù)設(shè)的混合仿真步長的整數(shù)倍，則該時間點(diǎn)為電力系統(tǒng)同步點(diǎn)；此時自定義模塊需從輸入端口采集電力系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，按定義的數(shù)據(jù)包格式生成數(shù)據(jù)包，調(diào)用SOCKET發(fā)送函數(shù)發(fā)送至混合仿真控制程序，然后暫停等待混合仿真控制程序的下一步運(yùn)行指令；

(2)若當(dāng)前仿真時間等于程序中存儲的信息網(wǎng)絡(luò)同步時間，則該時間點(diǎn)為信息網(wǎng)絡(luò)同步點(diǎn)；此時自定義模塊根據(jù)存儲的信息網(wǎng)絡(luò)控制指令信息對輸出端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，并暫停等待混合仿真控制程序的下一步運(yùn)行指令；

(3)若當(dāng)前仿真時間不滿足以上兩個條件，則該時間點(diǎn)不是仿真同步點(diǎn)，自定義模塊不執(zhí)行任何操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于事件同步與篩選的電力系統(tǒng)信息物理混合仿真方法，其特征在于第五步中解析得到的數(shù)據(jù)包括信息網(wǎng)絡(luò)對電力系統(tǒng)的控制指令和指令下發(fā)時間，即信息網(wǎng)絡(luò)同步時間；自定義模塊將獲取的控制指令及同步時間存儲于本地變量中，作為信息網(wǎng)絡(luò)同步點(diǎn)的判斷依據(jù)和輸入數(shù)據(jù)。