[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(US Departmentof Homeland Security)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。

发明内容

发明目的：为了提高电力通信系统仿真平台的仿真效率和精度，本发明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。

本发明的技术方案如下：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*T_P和窄时间窗T2＝b*T_P；其中，a和b为整数，且a>b，T_P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。