OPNET仿真及其在电力系统通信研究中的应用

通信系统构成了电力系统自动化系统的核心,起着重要的支持作用。随着电力系统通信技术的发展,很有必要对电力系统通信系统的网络仿真进行研究。介绍了目前广泛用于电力系统通信研究的网络仿真软件OPNET的工作原理,阐述其在变电站内部通信系统和广域通信网络系统仿真研究的方法,指出了在OPNET中设计扩展模块以适应GOOSE传输需求等有待于解决的问题,为以后的电力系统通信网络仿真研究提供借鉴。

基于IEC 61850-9-2的变电站通信网络仿真

以太网的通信能力是支撑基于IEC 61850标准的数字化变电站正常运行的重要因素。文中围绕全站统一环形网和星形网,采用仿真软件OPNET对变电站的各种典型数据流建模,采样值采用IEC 61850-9-2协议,考虑星形和环形2种网络结构、网络带宽、过程层网络传输采样值、环网断线故障、文件传输对采样值与跳闸报文的影响等因素,制定了多套仿真实验方案,针对一个实际的中型变电站进行了对比仿真实验与分析,为数字化变电站系统的构建提供一定的参考。

基于OPNET的电力广域通信仿真联盟的实现

由于电力控制系统需要利用广域网络进行实时通信,提出将电力控制程序与通信仿真软件OPNET进行联合仿真,以使电力控制系统同步地获得广域通信报文的网络延迟。构造了一个由电力控制系统程序、联盟模块Cosim、OPNET组成的仿真联盟平台。在扩展OPNET中的通信协议时,保留了已有的应用层和UDP/IP协议等模块,增加了负责打通OPNET与Cosim交互的外部模块esys和虚拟应用层UDP_bridge,后者负责连接UDP协议模块和esys。关键技术是对Cosim、esys和扩展进程的设计,其中扩展进程采用基于事件的有限状态机进行建模和设计。Cosim采用同步方式,以2组输入/输出及其标志文件传递电力控制程序索取报文延迟的请求和返回的延迟结果。采用C++语言实现了仿真联盟平台。在一个简单的广域通信网上进行了多组仿真实验,实验表明电力控制程序能够获得OPNET模拟的通信延迟,OPNET中背景流量的大小改变可影响电力控制程序获得的报文延迟。

基于EPOCHS的数字化变电站通信仿真分析

通信系统的报文快速可靠传输是数字化变电站各种分布式功能实现的基础。在电力通信同步仿真软件EP-OCHS构建基于IEC61850标准的数字化变电站通信仿真模型。在NS2中添加报文优先级传输机制,为不同类型的报文分配不同的优先级。存在非实时数据流的背景下,仿真分析了采样值SAV报文和GOOSE报文分别在10Mbit/s和100Mbit/s交换式以太网的时延特点。仿真结果表明:端节点上层协议的开销和非实时数据流的冲击是影响实时传输的重要因素;数据流量优先级划分能确保重要报文的实时性。

云南电网外送交直流潮流最优分配研究

云南电网是中国西电东送能源战略的重要组成部分,"十二五"期间拟将建成五回直流,形成一个大型的交直流混合输电系统,不同的交直流输电通道的功率分配,将产生不同的输电损耗。为使潮流分布更为合理,实现减少输电损耗、实现节能降耗的目的,建立了交直流输电最优损耗模型,并采用粒子群优化算法(PSO)计算交直流通道潮流的最优功率分配。优化后南方电网网损下降约1%～6%,效果明显。