[发明专利]基于应用集成的电力和通信系统耦合仿真平台及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统仿真分析研究技术领域，具体涉及基于应用集成的电力和通信系统耦合仿真平台及方法。

背景技术

目前，各国都在大力的研究和发展智能电网。智能电网是自动的和广泛分布的能量交换网络，它具有电力和信息双向流动的特点，同时它将分布式计算和提供实时信息的通信的优越性用于电网，并使之能够维持设备层面上即时的供需平衡。由此可见，智能电网的数据获取、保护和自动控制都需要通信系统的有力支持，只有建立了高速、双向、集成、实时的通信系统，智能电网的特征才能够实现。随着通信技术的发展以及智能电网技术的不断深入研究，现代电力系统已经逐渐发展为由电力系统和通信系统相互耦合的网络系统。通信系统的丢包、延时增加或者故障等不确定性都会对电力系统造成重大影响，甚至导致大规模停电事故的发生。

为了能够评估通信系统对电力系统所造成的影响，仿真是解决问题的关键。目前，在通信系统和电力系统两个领域的仿真已经取得了很大的成果，但是这些仿真都是独立的，无法同时对通信系统和电力系统进行仿真。如果重新开发一种能够适合通信和电力系统同时仿真的软件，即耗费时间又花费巨大，所以开始有人提出了通信和电力系统的联合仿真。

已有学者研究的各种联合仿真方法重点基本在联合仿真平台的结构和数据交换、时间同步等关键技术，有些对其具体的使用方法和最终的结果分析进行了介绍。但是它们都没有考虑通信系统和电力系统的随机性，对其结果分析中也缺乏随机性的讨论。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于应用集成的电力和通信系统耦合仿真平台及方法，针对上述存在问题进行了修正，并对仿真结果进行了概率性的统计分析。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

基于应用集成的电力和通信系统耦合仿真平台，包括电力系统仿真器和通信系统仿真器，通过一个联合仿真协调器将电力系统仿真器和通信系统仿真器整合在一起，实现对两者的控制、数据交换以及时间同步，

其中，

时间同步是指：联合仿真协调器控制电力系统仿真器运行，如果在时刻[t₀]处联合仿真协调器检测到电力系统的潮流或者频率发生了变化，则驱动通信系统仿真器进行仿真，此时电力系统仿真器暂停运行，等待通信系统仿真器反馈的数据，当通信系统仿真结束以后，暂停运行，并通过联合仿真协调器将通信控制向量数据[T]反馈到电力系统仿真器中，电力系统仿真器接收到控制向量数据[T]，开始运行仿真至时刻[t₁]=[t₀]+[T]，此后电力系统继续运行仿真，在[t₂]处又检测到电力系统的变化，重复上述过程，其中[A]这种形式表示向量。

所述电力系统仿真器基于OpenDSS，所述通信系统仿真器基于OPNET。

所述数据交换包括：

（a）联合仿真协调器与OpenDSS通过COM接口的数据交换；

（b）联合仿真协调器与OPNET通过外部系统域的数据交换。

本发明同时提供了一种基于应用集成的电力和通信系统耦合仿真方法，主要包括如下步骤：

步骤（1）：联合仿真协调器控制电力系统仿真器运行，对初始电力系统状态[x₀]进行仿真，产生出用于控制和通信的状态数据，仿真结束后的时间记为[t₀]；

步骤（2）：通信系统仿真器进行仿真，确定出所有可能的通信事件，并获得控制动作时间[T]；

步骤（3）：联合仿真协调器将通信仿真得到的控制动作时间[T]反馈到电力系统仿真器，使电力系统开始运行至[t₁]=[t₀]+[T]，此时得出电力系统的新的状态[X₁]，对其进行分析；

步骤（4）：电力系统仿真器再继续仿真，到下一个量测时间点t₂获得电力系统的状态判断t₂是否稳定运行，如果不是则返回步骤（2），从[X₁]开始仿真；

上述各个步骤中，以[A]这种形式表示向量，仿真结果的分析采用概率统计方法。

与现有技术相比，本发明在联合仿真的过程中，考虑了通信过程中的各种随机性情况，并且本发明具有实用性和可推广性。

附图说明：

图1是本发明联合仿真流程图。

图2是本发明联合仿真平台框架。

图3是本发明OpenDSS的结构框图。

图4是本发明联合仿真的时间同步方法。