[发明专利]一种电力系统广域测量系统通信时延的实时仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种电力系统广域测量系统通信时延的实时仿真方法。

背景技术

为了保证为飞速发展的现代社会提供安全、可靠、经济的电能，现代电力系统的各大区域电网互相联接，形成了地域跨度达几千千米的广域电力系统。广域电力系统在显著提高安全性、可靠性和经济性的同时，广域电力系统的动态控制问题也变得更加严峻。随着通信技术的进步，电力系统广域测量系统（WAMS）快速发展，WAMS测量终端——同步相量测量单元（PMU）逐渐布置在了电力系统的关键节点（通常为广域电力系统中所有的500kV节点及重要的220kV节点）。WAMS正逐步成为广域电力系统动态监测与控制的重要数据平台。

电力系统广域测量系统的测量数据更新间隔通常为10ms至20ms，且存在具有分布特性的网络通信时延。工作人员在已有的电力系统广域测量系统工程中，对通信网络时延进行了实测，得到的结论为其通信时延具有分布特性，具有一个平均的网络时延，越大或越小的通信时延出现的概率越小。典型的数据为，平均时延为10ms左右，但是仍会有80ms的时延时而出现。

用于广域电力系统的基于WAMS数据的动态监测与控制的相关研究需要以实际的电力系统试验为基础。在实际运行的广域电力系统中进行一次试验的代价极高，研究人员通常以计的算机仿真试验代替实际广域电力系统中的试验。

在电力系统的计算机仿真中，动态监测与控制使用的均为没有考虑通信网络特性的实时数据。以实时数字仿真器（RTDS，Real Time Digital Simulator）系统为代表的电力系统设备硬件在环试验平台能通过功率放大器等设备真实还原电力系统设备的安装环境。RTDS虽然能使用其自带的GT-net板卡或接入PMU设备仿真WAMS功能，但是实验室中难以搭建与真实WAMS相近的通信网络，导致难以仿真WAMS受通信网络时延的影响。

综上，现有的电力系统仿真方法中，均难以仿真通信网络时延对WAMS的影响，亟需一种在实时仿真系统中，可以仿真与实际WAMS通信网络特性相同的通信时延的方法。

发明内容

为了克服现有技术缺陷，本发明提出了一种电力系统广域测量系统通信时延的实时仿真方法。

本发明的技术方案为一种电力系统广域测量系统通信时延的实时仿真方法，定义变量j的初始值为0；设关注的WAMS量测有K个，对应有K组中间辅助变量，每组中间辅助变量包括相应的测量值缓冲数据序列、通信时延缓冲数据序列、时延数据序列和WAMS数据链；所述测量值缓冲数据序列是用于存放当前仿真时刻起至之前最大仿真时延dT_max段内的测量值的序列，所述通信时延缓冲数据序列是用于存放与测量值缓冲数据序列中量测值的对应时延数据的序列，所述时延数据序列是用于存放待仿真的时延数据的序列，所述WAMS数据链是根据时标信息进行同步的带时标WAMS测量数据的序列；

每当完成一个仿真步长的仿真计算后，得到多个量测的瞬时值，开始当前仿真步长的通信时延仿真，通信时延仿真包括以下步骤，

步骤1，令j＝j+1；

步骤2，根据限定处理时延的最大循环次数N值对关注的K个WAMS量测分别执行小步长子流程，所述小步长子流程以实时仿真系统的仿真步长dt实时输出量测受通信时延影响的值；

其中，dT为WAMS测量步长，仿真的最大时延为dT_max；

步骤3，输出经过小步长子流程处理后的K个WAMS量测的受通信网络时延影响的值；

步骤4，判断是否到达一次WAMS测量周期，判断条件为j等于M，如果不相等，则没有到达WAMS测量周期，进行下一次仿真，再次执行步骤1；如果相等，则到达一次WAMS测量周期，继续执行步骤5；

其中，dt为实时仿真系统的仿真步长，dT为WAMS测量步长；

步骤5，根据限定处理时延的最大循环次数N值对关注的K个WAMS量测分别执行大步长子流程，所述大步长子流程用于以WAMS测量步长dT输出量测受通信时延影响的值以及相应的时标；

步骤6，根据经过大步长子流程处理后的K个WAMS量测的对应的WAMS数据链，协调处理K个受时延影响的量测数据；

步骤7，结束当前仿真步长的通信时延仿真。

而且，步骤2中，将关注的WAMS量测依次标记为第k个量测，k=1，...,K；

对第k个量测执行的小步长子流程如下：

步骤a，初始化变量i=0；