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一种基于变时间窗同步方式的电力通信系统联合仿真平台及其同步方法技术方案

技术编号:13290839 阅读:42 留言:0更新日期:2016-07-09 09:20
本发明专利技术公开了一种电力通信系统联合仿真平台及其同步方法,电力系统仿真工具对电力系统进行连续时步仿真,采集每一步仿真数据,并将其打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;通信系统仿真工具对通信系统进行离散时步仿真,并将每一步仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;仿真同步模块分别接收电力系统仿真数据和通信系统仿真结果,根据电力系统仿真数据切换仿真同步时间窗,从而控制两个仿真工具的数据交换时间。本发明专利技术能够在联合仿真平台稳态时采用宽时间窗进行仿真,而在出现电力系统故障时间或者通信系统故障联合仿真平台进入动态过程时采用窄时间窗进行精确仿真,兼顾了仿真精度和速度,有助于提高电力通信联合仿真的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统仿真领域,尤其涉及电力通信联合仿真平台及其同步方法。
技术介绍
电力系统的电力流和信息通信系统的信息流存在本质上的区别。在信息流中,对于特定的信息可以指定接受者,并调度其传送路径。然而在电力流中,同一电网中电源的注入功率与用电设备的消耗功率之间在任何时间断面上都是平衡的;电功率在电网中的流动则服从基尔霍夫定律,即每一个电气节点上的输入与输出在任意时刻平衡,没有缓冲、存储或滞后的可能。即使在电网不正常的状态下,上述平衡关系仍然严格存在,只不过此时的平衡伴随着电能质量降低、设备过载,负荷被迫退出,或电网解列直至崩溃。不平衡功率只会发生在发电机转子节点上的机械输入功率与电磁输出功率之间,并引起同步稳定性问题。然而传统电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本是割裂的,在现有理论方法框架下难以深入分析信息系统对电力系统运行与控制的影响。在现有研究中将二者作为复合系统时,时间同步性、两个系统结构的异构性、元件组成和动态响应的差异性使得研究人员不得不对其中某一部分进行简化考虑,这也给研究结果的准确性和实用性带来一定影响。因此,迫切需要建立一个能够深入分析复杂的电力通信系统的平台工具,为相关理论和应用问题的深入研究提供仿真、测试和验证支撑。美国国土安全部(USDepartmentofHomelandSecurity)于2008年发布的报告《全美电网仿真工具性能:需求和相关问题》中提出未来的电网仿真工具应当能够对多种电网外部扰动事件进行建模,以分析电力系统与通信系统等关键设施之间的交互行为。
技术实现思路
专利技术目的:为了提高电力通信系统仿真平台的仿真效率和精度,本专利技术提供一种基于变时间窗同步方式的电力信息联合仿真方法。本专利技术的技术方案如下:一种基于变时间窗同步方式的电力通信系统联合仿真平台,包括电力系统仿真工具和通信系统仿真工具;所述电力系统仿真工具对电力系统进行连续时步仿真,采集每一步仿真数据;所述通信系统仿真工具对通信系统进行离散时步仿真;还包括仿真同步模块;所述电力系统仿真工具将其每一步的仿真数据打上仿真时间标签传输至所述仿真同步模块;所述通信系统仿真工具将其每一步的仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;所述仿真同步模块包括仿真时间窗选择模块和同步模块;所述仿真时间窗选择模块在电力通信系统联合仿真平台达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述仿真时间窗选择模块选择窄时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;在死区时间内电力通信系统联合仿真平台未达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述仿真时间窗选择模块选择宽时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;所述仿真时间窗为用户设定,分为宽时间窗T1=a*TP和窄时间窗T2=b*TP;其中,a和b为整数,且a>b,TP为电力系统仿真工具仿真步长;所述死区时间为用户设定时间;所述同步模块在每个仿真时间窗结束时向电力系统仿真工具传输通信系统仿真结果,向通信系统仿真工具传输电力系统仿真数据。所述仿真时间窗切换的触发条件为电力故障触发或信息系统异常触发;电力故障触发为用户确定电力系统仿真观测电气量,并设定阈值,当该电气量超过阈值时,则判定为满足电力故障触发条件;信息系统异常触发为用户确定信息系统观测状态量,并设定逻辑条件,当该状态量满足逻辑条件时,则判定为满足信息系统异常触发条件。所述死区时间为n个窄时间窗,n为用户设定,且n>2。一种电力通信系统联合仿真平台的同步方法,步骤如下:电力系统仿真工具步骤:对电力系统进行连续时步仿真,采集每一步仿真数据,并将每一步的仿真数据打上仿真时间标签传输至所述仿真同步模块;通信系统仿真工具步骤:对通信系统进行离散时步仿真,并将每一步的仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;仿真同步模块步骤:选择仿真时间窗并在每个仿真时间窗结束时向电力系统仿真工具传输通信系统仿真结果,向通信系统仿真工具传输电力系统仿真数据;其中,选择仿真时间窗过程如下:步骤(1):判断电力通信系统联合仿真平台是否满足时间窗切换触发条件;若满足,则选择窄时间窗为联合仿真平台的仿真时间窗;若不满足,则转入步骤(2);步骤(2):判断在切换死区时间内电力通信系统联合仿真平台是否满足时间窗切换触发条件,若满足,则继续选择窄时间窗作为当前时间窗进行仿真;若不满足,则选择宽时间窗作为联合仿真平台的仿真时间窗进行仿真;其中,切换死区时间为用户设定时间。有益效果:采用本专利技术的基于变时间窗同步方式的电力通信系统联合仿真平台,通过切换仿真同步时间窗控制所述电力系统仿真工具和所述通信系统仿真工具的数据交换时间。能够在电力通信联合系统稳态时采用宽时间窗进行仿真,而在出现电力系统故障时间或者通信系统事件系统进入动态过程时采用窄时间窗进行精确仿真。如此兼顾了仿真精度和速度,有助于提高电力通信联合仿真效率。附图说明图1为本专利技术仿真方法所属仿真平台的架构图。图2为本专利技术的仿真方法流程图。图3为本专利技术的实施例电网结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明:图1为本专利技术提出的仿真方法所属仿真平台的架构图。如图1所示,本专利技术依托仿真平台具体包括电力系统仿真工具、信息系统仿真工具和仿真同步模块。电力系统仿真工具,采用现有电力系统仿真软件对电力系统动态特性进行连续时步仿真,采集每一步仿真数据,并将其打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;信息系统仿真工具,采用现有信息系统仿真软件对信息系统进行离散时步仿真,并将每一步仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;仿真同步模块,接收带时标的电力系统仿真数据和带时标的信息信息系统仿真结果,根据仿真时间窗切换的触发条件切换仿真同步时间窗,并在每个仿真同步时间窗结束时向电力系统仿真工具传输通信系统仿真结果,向通信系统仿真工具传输电力系统仿真数据。仿真同步模块需具备快速数据输入输出功能、数据存储功能和高速计算功能;在本专利技术实施例中,采用三台安装个人电脑作为仿真平台:一台安装PSCAD软件的电脑作为电力系统仿真工具,一台安装OPNET软件的电脑作为信息系统仿真工具和一台安装MATLAB软件的电脑作为仿真同步模块。图2为本专利技术方法流程图。该基于变时间窗同步方式的电力信息联合仿真方法包括如下步骤:(1)用户设定联合仿真宽时间窗T1和窄时间窗T2;宽时间窗T1=a*TP和窄时间窗T2=b*TP,其中,a和b为整数,且a>b,TP为电力系统仿真工具仿真步长;本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于变时间窗同步方式的电力通信系统联合仿真平台,包括电力系统仿真工具和通信系统仿真工具;所述电力系统仿真工具对电力系统进行连续时步仿真,采集每一步仿真数据;所述通信系统仿真工具对通信系统进行离散时步仿真;其特征在于:还包括仿真同步模块;所述电力系统仿真工具将其每一步的仿真数据打上仿真时间标签传输至所述仿真同步模块;所述通信系统仿真工具将其每一步的仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;所述仿真同步模块包括仿真时间窗选择模块和同步模块;所述仿真时间窗选择模块在电力通信系统联合仿真平台达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述仿真时间窗选择模块选择窄时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;在死区时间内电力通信系统联合仿真平台未达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述仿真时间窗选择模块选择宽时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;所述仿真时间窗为用户设定,分为宽时间窗T1=a*TP和窄时间窗T2=b*TP;其中,a和b为整数,且a>b,TP为电力系统仿真工具仿真步长;所述死区时间为用户设定时间;所述同步模块在每个仿真时间窗结束时向电力系统仿真工具传输通信系统仿真结果,向通信系统仿真工具传输电力系统仿真数据。...

【技术特征摘要】
1.一种基于变时间窗同步方式的电力通信系统联合仿真平台,包括电力系统仿
真工具和通信系统仿真工具;所述电力系统仿真工具对电力系统进行连续时步仿
真,采集每一步仿真数据;所述通信系统仿真工具对通信系统进行离散时步仿真;
其特征在于:还包括仿真同步模块;所述电力系统仿真工具将其每一步的仿真数
据打上仿真时间标签传输至所述仿真同步模块;所述通信系统仿真工具将其每一
步的仿真结果打上仿真时间标签传输至仿真同步模块;
所述仿真同步模块包括仿真时间窗选择模块和同步模块;所述仿真时间窗选
择模块在电力通信系统联合仿真平台达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述仿
真时间窗选择模块选择窄时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;在死
区时间内电力通信系统联合仿真平台未达到仿真时间窗切换的触发条件时,所述
仿真时间窗选择模块选择宽时间窗为电力通信系统联合仿真平台仿真时间窗;所
述仿真时间窗为用户设定,分为宽时间窗T1=a*TP和窄时间窗T2=b*TP;其中,
a和b为整数,且a>b,TP为电力系统仿真工具仿真步长;所述死区时间为用户
设定时间;
所述同步模块在每个仿真时间窗结束时向电力系统仿真工具传输通信系统
仿真结果,向通信系统仿真工具传输电力系统仿真数据。
2.根据权利要求1所述的电力通信系统联合仿真平台,其特征在于:所述仿真
时间窗切换的触发条件为电力故障触发或信息系统异常触发;电力故障触发为用
户确定电力系统仿真观测电气量,并设定...

【专利技术属性】
技术研发人员:王琦汤奕李峰
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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