[发明专利]一种电力系统广域闭环控制系统通信时延的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统广域闭环控制技术领域，特别是涉及一种电力系统广域闭环控制系统通信时延的建模方法。

背景技术

广域互联是目前电力系统主要发展方向之一，互联的广域电力系统可大幅提高安全性和可靠性，同时有利于实现资源优化配置。但是互联广域电力系统也面临着新的问题。互联区域间的功率低频振荡严重影响电力系统安全性，并降低了电能的传输效率，为此必须要解决电力系统的低频振荡问题。广域闭环控制系统是解决低频振荡问题的有效手段之一。

在电力系统广域闭环控制系统中，相量测量单元PMU、广域网络控制服务器WNCS和网络控制终端NCU分别对应于控制系统中的传感器、控制器和执行器。PMU、WNCS和NCU之间通过电力系统高速通信网络传输。与传统的控制系统不同，广域闭环控制系统中的反馈信号(即测量数据)和控制信号均通过高速通信网络传输，因此网络化控制导致的时延是影响广域闭环控制系统性能的重要因素。

通信时延(即网络传输时延)是广域闭环控制系统时延的重要组成部分，为了研究广域闭环控制系统的时延特性以便进一步实现对时延影响的补偿，需要对广域闭环控制系统中的通信时延测量并建模。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术不能实现电力系统广域闭环控制系统通信时延计算的建模问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种电力系统广域闭环控制系统通信时延的建模方法，所述建模方法包括如下步骤：

步骤1、根据电力系统广域闭环控制系统的特殊应用条件，得到广域闭环控制系统通信时延的线性估计模型：

Tt=Tt0+LR;]]>

其中，Tt为通信时延；Tt0为线性估计模型的常数项；R为通道链路带宽，在通信通道不变的条件下为固定值；L为数据包大小；

步骤2、改变所述测试数据包的大小，测量获得不同测试数据包下的通信时延Tt；

步骤3、依据不同测试数据包大小条件下的不同的通信时延，计算出Tt0和R的取值，完成该通信通道的通信时延的建模。

进一步，所述步骤2中通过测量获得不同测试数据包下的通信时延Tt的测量方法包括以下步骤：

步骤2.1、由位于电力系统调度中心的主站端测试机发送一个测试数据包，将所述测试数据包发送至子站端测试机，并记录所述主站端的测试机发射时刻Ts；

步骤2.2、所述子站端测试机回应所述测试数据包；

步骤2.3、所述主站端测试机接收所述子站端测试机对所述测试数据包的回应，记录下接收时刻Tr；

步骤2.4、计算发送时刻Ts与接收时刻Tr的时间差，即本次测得的通信时延Tt为：

Tt＝Tr-Ts；

步骤2.5、调整所述测试数据包的大小，重复上述步骤1～4，得到不同测试数据包下的通信时延Tt。

进一步，在所述步骤2中，针对一个大小固定的所述测试数据包对通信时延Tt进行多次测量，对测量结果进行均值计算，得到通信时延Tt的平均值。

进一步，在所述步骤3中，使用线性估计模型进行线性拟合即可得到线性估计模型的参数Tt0和R的取值。

进一步，所述发射时刻Ts和所述接收时刻Tr是以所述主站端测试机的本地时钟为基准的。

进一步，所述子站端测试机在接收到所述测试数据包后，不执行任何处理，立即将所述测试数据包回传至所述主站端测试机，并继续等待接收下一个所述测试数据包。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的通信时延测量方法可发送任意大小的数据包，不仅可测得特定数据包大小情况下的通信时延，也可用于获取本发明提出的线性估计模型的参数。

2、本发明的通信时延的线性估计模型考虑了电力系统广域闭环控制系统的高速通信网络特性，将通信时延简化建模为与数据包大小成线性关系的线性估计模型，大大简化了对通信时延的建模方法。