智能電網(wǎng)廣域測量信息物理融合系統(tǒng)研究.pdf

1、以同步相量測量單元(PMU)為基礎(chǔ)的廣域測量系統(tǒng)(WAMS)可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)測，是智能電網(wǎng)的一個重要發(fā)展方向。WAMS數(shù)據(jù)采集頻率高，其海量數(shù)據(jù)的吞吐極易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過載，增加網(wǎng)絡(luò)延時，特別是當(dāng)電網(wǎng)突發(fā)緊急事件時網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇上升，嚴(yán)重影響電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測的實(shí)時性要求。
　　信息物理融合系統(tǒng)(CPS)將計算、通信和控制深度融合，本文提出將CPS技術(shù)理念應(yīng)用于WAMS中，以解決其海量數(shù)據(jù)的傳輸問題，完成的主要研究工作如下：
　

2、　(1)針對WAMS海量數(shù)據(jù)問題，通過深入調(diào)研WAMS體系結(jié)構(gòu)及CPS關(guān)鍵技術(shù)，提出了智能電網(wǎng)廣域測量信息物理融合系統(tǒng)(Smart Grid Wide-areaMeasurement Cyber-physical System，SGWAMCPS)，基于CPS相關(guān)技術(shù)理念構(gòu)建了包括PMU數(shù)據(jù)融合物理層、高速網(wǎng)絡(luò)層、中間件-服務(wù)層和智能電網(wǎng)高級應(yīng)用層的四層體系結(jié)構(gòu)，并對每一層進(jìn)行了定義和功能介紹，優(yōu)化了傳統(tǒng)WAMS的體系結(jié)構(gòu)。
　　(

3、2)提出在SGWAMCPS的PMU數(shù)據(jù)融合物理層實(shí)現(xiàn)由高級應(yīng)用層指定的數(shù)據(jù)融合，以減少數(shù)據(jù)傳輸量，提出了五類可有效減少PMU數(shù)據(jù)傳輸量的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合算法。然后以WAMS典型高級應(yīng)用——電壓穩(wěn)定性監(jiān)測為例，提出了一種適用于SGWAMCPS的電壓穩(wěn)定性指標(biāo)，并設(shè)計了適用于該應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合算法。
　　(3)在SGWAMCPS中間件-服務(wù)層提出了一種發(fā)布-訂閱中間件，為中間件的實(shí)現(xiàn)提出了一種建立于IP網(wǎng)絡(luò)模型之上的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。發(fā)布-訂閱

4、中間件開放了一種應(yīng)用指定的編程接口，采用聲明式發(fā)布-訂閱數(shù)據(jù)模型，允許SGWAMCPS高級應(yīng)用訂閱PMU發(fā)布的特定數(shù)據(jù)流，并附加數(shù)據(jù)融合功能說明。
　　(4)基于IEEE300節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)仿真模型，對所提出的適用于電壓穩(wěn)定監(jiān)測高級應(yīng)用的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行了仿真驗證，仿真結(jié)果表明所提出的四種算法均可在不影響電壓穩(wěn)定指標(biāo)(VSI)計算準(zhǔn)確性的同時，實(shí)現(xiàn)40％-50％數(shù)據(jù)傳輸量的減少，有效降低了信息開銷，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。