[发明专利]一种配电网信息物理联合仿真平台及方法

说明书

本发明提供一种配电网信息物理联合仿真平台及方法，其包括数字测试验证部分和动模测试验证部分；所述数字测试验证部分包括配电网动模平台、通信实体网络及主站物理设备；动模测试验证部分包括RT‑Lab、OPNET及主站数字平台；配电网动模平台和配电网络数字平台组成电力层；通信实体网络和通信数字平台组成通信层；主站物理设备和主站数字平台组成主站层。能够快速精确地模拟系统动态交互行为。将数字仿真与动模仿真联合统一，优势互补。数字仿真用于快速建模和参数调整，动模仿真用于对无法精确数学建模的元件进行模拟，以高效的时间同步方法兼容连续系统仿真和离散事件仿真，有效验证CPS环境下的配电网中通信系统对电力系统的影响。

技术领域

本发明属于配电网仿真分析领域，具体来涉及一种配电网信息物理联合仿真平台。

背景技术

现代配电网包含了大量物理网络、信息设备和计算单元，逐渐发展为大规模信息物理系统(cyber-physical system, CPS)，并且呈现出连续系统与离散系统并存、运行方式多样化、网络安全问题突出等特点。为解决这些问题，需要增加大量通信设施，以实现分布式电源的优化控制及其与大电网间的协同控制，达到一次设备、控制终端和多级控制器互通。上述因素导致配电网的网络拓扑结构愈加复杂，给配电网的规划和运行带来较大不确定性。因此迫切需要发展配电网信息物理系统相关理论和方法，通过数据信息自动闭环流动实现配电网的状态感知、实时分析、科学决策和精准执行。

在信息物理系统中，仿真测试验证平台是前瞻性开发研究中的重要手段，可以用来分析配电网技术的可靠性、开放性与互通性，辨识和评估实际工程实施和运行的风险，从而针对配电网CPS运行特点，提出高效适配、安全稳定的系统解决方案。对复杂异构的大规模配电网CPS，其测试验证要体现其可观、开放、融合、安全、自治的特征，这就要求测试验证平台组成灵活、控制多样、信息多源、建模协调。在组成框架上，采用模块化设计，体现系统的整体性与层次性；在控制方式上，以功能为出发点，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，需兼容各设备元件通讯方式的复杂性，实现对多源信息的融合应用；从建模角度来看，既要对物理实体进行精细化建模，体现设备自身特性，又要能反映不同时空尺度的实体之间的交互影响，从而真实地反映系统的运行规律。

发明内容

为了提高配电网信息物理融合系统仿真效率和仿真精度，本发明设计了一种信息物理联合仿真平台。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种配电网信息物理联合仿真平台，其包括数字测试验证部分和动模测试验证部分；所述数字测试验证部分包括配电网动模平台、通信实体网络及主站物理设备；所述动模测试验证部分包括RT-Lab、OPNET及主站数字平台；其中所述配电网动模平台和配电网络数字平台组成电力层；通信实体网络和通信数字平台组成通信层；主站物理设备和主站数字平台组成主站层。

在本发明一实施例中，在电力层中，配电网动模平台与RT-Lab通过四象限功率放大器进行连接；通信实体网络与OPNET通过交换机进行连接；主站物理设备与主站数字平台通过交换机进行连接。

在本发明一实施例中，电力层、通信层和主站层之间通过以太网进行连接。

在本发明一实施例中，所述数字测试验证部分和动模测试验证部分通过触发信号进行同步。

在本发明一实施例中，电力层、通信层和主站层之间通过对时报文进行同步。

在本发明一实施例中，所述主站物理设备包括电源模块、馈线单元模块、缆线投切模块及环网柜模块；所述电源模块与主变模块输出连接；所述环网柜模块与电源模块输出通过母线连接；所述馈线单元模块通过缆线投切模块与配电网动模平台输出连接。进一步的，将电源模块、馈线单元模块、缆线投切模块及环网柜模块所包含的器件组装在一屏柜内。