一种电网和通信网的综合仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种电网和通信网的综合仿真方法，属于电力系统自动化技术领域。本发明专利技术根据通信仿真结果计算出相应仿真时间段内，电力系统的控制延时，通过电力仿真研究这种延时对电力系统安全和稳定的影响。本发明专利技术实现了仿真效率和仿真精度的良好平衡，更符合电力通信网的实际特征，刻画和分析电力和通信混合系统中连锁故障的发生过程，为电力系统安全控制策略的研究提供有效的校验和测试工具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化
，具体地说本专利技术涉及一种电网和通信网的综合仿真方法。
技术介绍
电力系统是最为重要的国家基础设施之一，其安全稳定运行关系到国计民生的各个环节，而电力通信又是现代电网的重要基础设施，是保证电网安全稳定经济运行的重要手段。尤其是智能电网和刚刚兴起的能源互联网，对电力通信网络提出了更高的要求。由于电力系统对通信网的高度依赖，使得一旦电力通信网络发生故障，将会对电网的监控系统造成直接的影响，导致重大的经济损失。随着通信和信息技术的广泛深入应用，现代电力系统已经发展为由物理电力系统和通信信息系统构成的复杂耦合网络系统。已有的研究表明，无论是电力系统本身，还是通信系统中的部件发生故障或是被攻击，都可能导致整个耦合网络的瘫痪。由于电力系统和通信系统组成的是一个连续动态和随机离散事件耦合的混合系统，要研究这样的系统，采用解析方法具有很大的难度，因此采用数字仿真技术可以成为最有效的手段之一。我国输电网的电力通信方式一般采用SDH通信。电力通信网基于光纤和SHD技术，通信方式为预定通道（点对点）固定带宽模式，因此电力系统对通信系统状态没有太大影响，而通信对电力系统存在较大的影响。但是，传统对稳控业务的仿真没有考虑通信系统失效对仿真结果的影响，需要进行改进。
技术实现思路
本专利技术目的是：为了分析和研究电力系统和通信系统同时发生故障的场景，为系统安全控制策略研究提供有效的校验和测试工具，并为通信网和电网的保护和控制策略的设计提供依据，提供一种电网和通信网的综合仿真方法。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：1）分别定义电力仿真场景和SDH通信仿真的场景，其中电力仿真场景定义包括拓扑设计、潮流配置、电力故障信息设置和控制预案设置，SDH通信仿真场景定义包括SDH拓扑设计、通信通道配置、通信故障设置和故障恢复预案配置；2）电力仿真软件根据电力故障信息选择相应的控制策略以及控制通道，再将控制通道信息发送给通信仿真软件，通信仿真软件接收到通道信息后，更新通信仿真场景配置文件，开始SDH的通信仿真；3）在通信仿真软件进行通信仿真时，将仿真结果通过SOCKET接口传送给电力仿真软件，直至通信仿真结束；4）电力系统仿真软件接收到全部通信仿真状态信息后，将通信状态转化为电力控制的延时，然后开始进行电力仿真，并最终显示仿真结果。上述技术方案的进一步特征在于，所述电力仿真软件为Fastest软件，所述通信仿真软件为SSFNet软件。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3）的具体过程为：在通信仿真软件进行通信仿真时，每当通信仿真中发生通信事件时，通信仿真软件挂起，并将前一阶段的各通信通道的状态信息通过SOCKET接口传送给电力系统仿真软件，电力系统仿真软件接收到该信息后发送确认数据包，通信仿真软件接收到确认数据包后，通信仿真软件继续仿真，重复以上过程，直至通信仿真结束。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4）中，如果通信仿真时有通信通道发生通信中断，则该通信通道的通信延时为T=T1+T2，其中T1为通信通道中断时刻到通信恢复时刻的时长，T2为通信恢复后该通信通道的传输延时，并将电力控制的延时设置为T。本专利技术的有益效果如下：本专利技术综合考虑到通信故障对稳控业务影响，在保证仿真精度的条件下，提高了仿真的可信度和可靠度，解决了单一仿真软件不能对不同的物理模型同时进行仿真的问题，为电力系统安全控制策略研究提供有效的校验和测试工具，并为通信网和电网的保护和控制策略的制定提供了依据。附图说明图1为综合仿真流程图。图2为数据交互过程图。图3为通信仿真的过程图。图4为数据格式示例图。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本专利技术的一个实施例，使用Fastest软件和SSFNet软件进行电网和通信网的综合仿真，其中Fastest软件用于电力仿真，SSFNet软件用于通信仿真。其综合仿真流程如图1所示。首先，分别定义电力仿真和SDH通信场景，其中电力仿真场景定义主要包括拓扑设计、潮流配置、电力故障信息设置和控制预案设置。SDH通信仿真场景定义主要包括SDH拓扑设计、通信通道配置、通信故障设置和故障恢复预案配置。其次，分别启动通信仿真。电力仿真软件Fastest根据电力故障信息选择相应的控制策略，根据控制策略，选择相应的控制通道，再将控制通道信息发送给通信仿真软件SSFNet。通信仿真软件SSFNet接收到通道信息后，更新仿真场景配置文件，对上述的控制通道的通信状态开始SDH的通信仿真。在通信仿真开始时，电力仿真软件Fastest只接收通信仿真的结果，直到通信仿真结束并接收到所有的通信仿真结果为止。SSFNet在进行SDH的通信仿真时，将仿真结果通过SOCKETUDP数据包传送给电力仿真软件Fastest，具体过程如图2和图3所示：初始时，首先启动通信仿真软件SSFNet，并使其处于等待状态，接着启动电力系统仿真软件Fastest。当通信仿真软件SSFNet接收到从电力系统仿真软件Fastest传来的“start”信号（图3中的）时开始进行通信仿真，每当通信仿真过程中发生通信事件时（通信状态发生变化，如通信中断、通信恢复等），通信仿真软件SSFNet将挂起，并将前一阶段的各通信通道的状态信息发送给电力系统仿真软件Fastest，数据格式如图4所示。电力系统仿真软件Fastest接收到该信息后发送确认数据包“resume”（图3中的和），通信仿真软件接收到数据包“resume”后，SSFNet继续仿真。重复以上步骤，直至通信仿真结束，并将结束信号“end”（图3中的）发送给Fastest软件。最后，电力系统仿真软件Fastest接收到全部通信仿真状态信息后，计算各通信通道的最大通信时延。如果有通信通道发生通信中断，则该通道的通信延时T=T1+T2（T1为通道中断时刻到通信恢复时刻的时长，T2为通信恢复后该通信通道的传输延时）。设定通信与电力同时发生故障，则电力系统的控制延时就为T。更新电力仿真的故障表文件中切机或切负荷的执行时间，然后开始进行电力仿真，并最终显示仿真结果。本实施例既可用于集中式仿真，又可用于分布式仿真。当采用集中式仿真时，通信仿真软件SSFNet和电力仿真软件Fastest安装在同一台计算机上；当采用分布式仿真时，通信仿真软件SSFNet和电力仿真软件Fastest分别安装在两台计算机上。虽然本专利技术已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网和通信网的综合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：1）分别定义电力仿真场景和SDH通信仿真的场景，其中电力仿真场景定义包括拓扑设计、潮流配置、电力故障信息设置和控制预案设置，SDH通信仿真场景定义包括SDH拓扑设计、通信通道配置、通信故障设置和故障恢复预案配置；2）电力仿真软件根据电力故障信息选择相应的控制策略以及控制通道，再将控制通道信息发送给通信仿真软件，通信仿真软件接收到通道信息后，更新通信仿真场景配置文件，开始SDH的通信仿真；3）在通信仿真软件进行通信仿真时，将仿真结果通过SOCKET接口传送给电力仿真软件，直至通信仿真结束；4）电力系统仿真软件接收到全部通信仿真状态信息后，将通信状态转化为电力控制的延时，然后开始进行电力仿真，并最终显示仿真结果。

【技术特征摘要】
1.一种电网和通信网的综合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）分别定义电力仿真场景和SDH通信仿真的场景，其中电力仿真场景定义包括拓扑设
计、潮流配置、电力故障信息设置和控制预案设置，SDH通信仿真场景定义包括SDH拓扑设
计、通信通道配置、通信故障设置和故障恢复预案配置；
2）电力仿真软件根据电力故障信息选择相应的控制策略以及控制通道，再将控制通道
信息发送给通信仿真软件，通信仿真软件接收到通道信息后，更新通信仿真场景配置文件，
开始SDH的通信仿真；
3）在通信仿真软件进行通信仿真时，将仿真结果通过SOCKET接口传送给电力仿真软
件，直至通信仿真结束；
4）电力系统仿真软件接收到全部通信仿真状态信息后，将通信状态转化为电力控制的
延时，然后开始进行电力仿真，并最终显示仿真结果。
2.根据权利要求1所述的电网和通信网的综合仿真方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李悦岑，童和钦，倪明，余文杰，赵丽莉，李满礼，
申请(专利权)人：南京南瑞集团公司，国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司，江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32