智能電網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)為基礎的廣域測量系統(tǒng)(WAMS)可實現電網的動態(tài)監(jiān)測，是智能電網的一個重要發(fā)展方向。WAMS數據采集頻率高，其海量數據的吞吐極易導致網絡過載，增加網絡延時，特別是當電網突發(fā)緊急事件時網絡傳輸的數據量急劇上升，嚴重影響電網動態(tài)監(jiān)測的實時性要求。
　　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技術理念應用于WAMS中，以解決其海量數據的傳輸問題，完成的主要研究工作如下：
　

2、　(1)針對WAMS海量數據問題，通過深入調研WAMS體系結構及CPS關鍵技術，提出了智能電網廣域測量信息物理融合系統(tǒng)(Smart Grid Wide-areaMeasurement Cyber-physical System，SGWAMCPS)，基于CPS相關技術理念構建了包括PMU數據融合物理層、高速網絡層、中間件-服務層和智能電網高級應用層的四層體系結構，并對每一層進行了定義和功能介紹，優(yōu)化了傳統(tǒng)WAMS的體系結構。
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3、2)提出在SGWAMCPS的PMU數據融合物理層實現由高級應用層指定的數據融合，以減少數據傳輸量，提出了五類可有效減少PMU數據傳輸量的網內數據融合算法。然后以WAMS典型高級應用——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，并設計了適用于該應用的數據融合算法。
　　(3)在SGWAMCPS中間件-服務層提出了一種發(fā)布-訂閱中間件，為中間件的實現提出了一種建立于IP網絡模型之上的三層網絡架構。發(fā)布-訂閱

4、中間件開放了一種應用指定的編程接口，采用聲明式發(fā)布-訂閱數據模型，允許SGWAMCPS高級應用訂閱PMU發(fā)布的特定數據流，并附加數據融合功能說明。
　　(4)基于IEEE300節(jié)點電力系統(tǒng)仿真模型，對所提出的適用于電壓穩(wěn)定監(jiān)測高級應用的網內數據融合算法進行了仿真驗證，仿真結果表明所提出的四種算法均可在不影響電壓穩(wěn)定指標(VSI)計算準確性的同時，實現40％-50％數據傳輸量的減少，有效降低了信息開銷，提高了網絡傳輸效率。