CN1773913A - 广域测量wams主站/子站仿真方法 - Google Patents

Abstract

广域测量系统WAMS主站/子站仿真方法，完整实现电力行业标准《电力系统实时动态检测系统技术规范》规定的命令管道、数据管道、离线数据管道等的通信传输处理；实现网络通信、数据帧分析、数据显示、流量分析、数据对比、离线数据计算等功能；还能实现数据集中器/PMU装置的数据组帧、网络传输、参数配置、误差分析、画面显示等功能，同时，提供对被测PMU装置的性能分析，包括：绝对误差最大值、均方根误差、随机误差正态分布，采用随机误差正态分布计算方法则根据给定置信度给出置信区间。

Description

广域测量WAMS主站/子站仿真方法

技术领域

广域测量系统(WAMS)是国内外最新研究的用于电网稳定预警决策的动态监控系统，其包括主站系统(简称WAMS主站)和子站(PMU相量测量装置及PMU数据集中器)。

本发明分别用于测试WAMS主站通信前置机、PMU装置及数据集中器的通信规约是否符合电力行业通信传输标准的要求。其仿真主站的功能可以直接测试实际PMU装置/数据集中器的数据传输报文组帧的正确性；其仿真子站的功能可以模拟PMU/数据集中器测试实际的WAMS主站通信前置机，按照通信标准规定的数据和参数格式组帧发送，验证WAMS主站数据接收和命令发送的正确性。仿真WAMS主站和仿真数据集中器/PMU装置的通信分析软件是基于电力行业标准《电力系统实时动态监测系统技术规范》实现的，该技术属于电力系统及其自动化领域。

背景技术

近年来，美国、欧洲、俄罗斯相继发生了大面积停电事故，给国民经济和社会安定造成严重影响，为确保区域电网安全稳定运行，WAMS技术即是目前大家公认的最新技术之一。国内外各大电网均加强了对电网动态监控技术的研究，应用了WAMS系统和PMU装置，但是，目前尚没有一种广域测量WAMS主站/子站仿真方法，以实现广域测量系统WAMS通信仿真测试的需要。

发明内容

为了解决测试WAMS主站通信前置机、PMU装置及数据集中器的通信规约，是否符合电力行业通信传输标准的要求，本发明提供了一种广域测量WAMS主站/子站仿真方法，其中，仿真主站的方法是，系统启动后：

1)读入配置信息；

2)打开实时管道侦听端正口，接收界面输入；

3)检测数据到否？

4)若数据到，判断当前数据源自哪个子站？

5)确定子站存在？

6)若不是，则丢弃该数据；

7)若是，用该子站的配置信息解释数据帧；

8)返回到3；

9)是否有界面输入；

10)是，则判断输入是否是命令下发？否返回9；

11)是，则下发命令，否则返回9；

12)组织命令帧报文；

13)下发命令；

14)是否有返回？

15)若无返回，则返回到9；

16)若有返回，判断收到返回报文否？

17)若无返回报文，则返回到9；

18)若有返回报文，处理返回报文；

19)返回到9；

20)接收界面输入后，也可进行子站配置信息修改、离散数据

分析后返回到9。仿真子站的方法是，系统启动后：

1)读入配置信息；

2)启动命令管道、离散数据管道帧听端口；

3)是否接收到界面输入？

4)是修改配置信息，则修改配置信息，返回3；不是，则返回3；

5)主站命令到？

6)是，处理命令；否则，返回5；

7)命令是否需要返回？

8)是，则组织报文，并发送；否则返回5。

本发明仿真主站的测试软件实现网络通信、数据帧分析、数据显示、流量分析、数据对比、离线数据计算等功能。仿真子站测试软件实现数据集中器/PMU装置的数据组帧、网络传输、参数配置、误差分析、画面显示等功能，并提供对被测PMU装置的性能分析，包括：绝对误差最大值、均方根误差、随机误差正态分布，采用随机误差正态分布计算方法则根据给定置信度给出置信区间。

通过WAMS主站/数据集中器/PMU装置的通信仿真测试软件，可以为实际的WAMS主站和/数据集中器/PMU装置的检测提供有力的技术支持，使通过检测的各种数据集中器/PMU装置和WAMS主站顺利实现通信互联。

附图说明

附图1是本发明仿真广域测量系统WAMS主站的流程图。

附图2是仿真广域测量系统WAMS子站的流程图。

附图3是WAMS仿真主站接入PMU/集中器示意图。

附图4是WAMS仿真子站接入PMU/集中器示意图。

具体实施方式

用一台PC机，其配置要求为，

处理器：Pentium 800MHz，或更高配置

内存：256M，或更高配置

硬盘：50M，或50M以上空间

显示：1024×768，或更高分辨率

网卡：10M/100M，以太网

操作系统：Microsoft Windows 2000/XP

仿真主站功能：

完整实现电力行业标准《电力系统实时动态检测系统技术规范》中定义的所有实时数据管道、命令管道、离线数据管道的传输处理：

实时数据管道：

由命令管道控制打开或关闭，接收数据集中器/PMU装置发送的实时测量相量数据。

命令管道：

向数据集中器/PMU装置下发命令，命令包括：心跳信号、系统复位、下传配置2帧、联网触发、请求发送配置2帧、请求发送配置1帧、请求发送头帧、打开实时数据管道、关闭实时数据管道、以数据帧格式转发参考相量；并接收心跳信号的返回数据帧，确认子站状态；接收下传配置2帧命令返回，下发配置2帧数据给子站；接收子站返回的配置2帧数据、配置1帧数据、头帧数据。

离线数据管道：

向数据集中器/PMU装置下发的命令包括：传送电网扰动或传输漏缺的相量数据文件、传送事件标识数据、召唤文件描述信息、按起止时间或发生时间传送电网故障暂态记录数据、召唤子站指定文件；并接收子站上传的实时记录数据，下传文件返回确认、下发文件给子站，接收上传的事件标识数据、文件描述信息、暂态记录数据、子站上传文件。

通道码显示：

对应于实时数据管道、命令管道、离线数据管道，以ASCII字符形式，分帧滚动显示当前通道的通道码，可以按操作指令执行暂停、滚动。

实时数据显示：

对应于实时数据管道，以数值表格形式，显示实际测量数值。

波形显示：

对应于实时数据管道，以给定时间段，显示一段时间的波形。

流量显示：

对应于实时数据管道，根据接收数据帧间隔时间，计算出数据帧流量。

矢量图显示：

根据数据帧解释数据，动态显示某个设备的三相矢量图。

实时数据存储：

数据通信过程中，记录下每帧数据(是否记录用户可控)，供主站系统做离线数据分析。

离线数据分析：

根据在实时数据传输过程中记录的数据作离线分析，分析的内容包括整分整秒数据分析、通信性能分析、测量精度分析。

误差分析：

在离线数据分析的测量精度误差分析中，提供了绝对误差最大值、均方根误差、误差分布。

绝对误差最大值：err_max＝MAX(|x_i-x_i|)

均方根误差： ${\mathrm{err}}_{\mathrm{sqrt}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-{\stackrel{\‾}{x}}_i)}^2}{N}}$

随机误差分布：

1)正态分布的概率密度函数： $f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{e}^{\frac{{(x-\stackrel{\‾}{x})}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}.$

2)标准正态分布计算： $\mathrm{\φ}\left(u\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\underset{-\∞}{\overset{u}{\∫}}e}^{-\frac{x^2}{2}}\mathrm{dx}(u\≥0).$

3)其中 $\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n-1}},$ 其中 $\stackrel{\‾}{x}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i}{n}.$ x是误差值。

4)根据测量数据，求出误差值，根据给定的置信度，查正态分布表或者根据概率密度函数计算数值积分，计算误差区间。

查表和数值积分值设为δ。

5)求取的置信区间为[ x-δ*σ， x+δ*σ]。

仿真子站功能：

通过此测试系统，可测试实时数据管道、命令管道、离线数据管道的数据通信正确性。

实时数据管道：

接收命令管道来的主站控制命令，控制数据集中器/PMU装置向WAMAS主站传输相量数据或停止传输。

命令管道：

由主站向数据集中器/PMU装置下发的命令包括：心跳信号、系统复位、下传配置2帧、联网触发、请求发送配置2帧、请求发送配置1帧、请求发送头帧、打开实时数据管道、关闭实时数据管道、以数据帧格式转发参考相量；接收处理命令，并返回相应的数据或确认帧给主站系统。

离线数据管道：

曲主站向数据集中器/PMU装置下发的命令包括：传送电网扰动或传输漏缺的相量数据文件、传送事件标识数据、召唤文件描述信息、按起止时间或发生时间传送电网故障暂态记录数据、召唤子站指定文件。

数据集中器的配置：

应变包括：子站名称、IP地址、命令管道端口号、实时数据端口号、离线数据端口号、PMU个数等等。

PMU的配置：

包括：配置PMU名称、IDCODE、相量通道、模拟量通道、开关量通道。

Claims (2)

1、一种仿真广域测量系统WAMS主站的方法，其特征在于：该方法的步骤是，系统启动后：

1)读入配置信息；

2)打开实时管道侦听端正口，接收界面输入；

3)检测数据到否？

4)若数据到，判断当前数据源自哪个子站？

5)确定子站存在？

6)若不是，则丢弃该数据；

7)若是，用该子站的配置信息解释数据帧；

8)返回到3；

9)是否有界面输入；

10)是，则判断输入是否是命令下发？否返回9；

11)是，则下发命令，否则返回9；

12)组织命令帧报文；

13)下发命令；

14)是否有返回？

15)若无返回，则返回到9；

16)若有返回，判断收到返回报文否？

17)若无返回报文，则返回到9；

18)若有返回报文，处理返回报文；

19)返回到9；

20)接收界面输入后，也可进行子站配置信息修改、离散数据分析后返回到9。

2、一种仿真广域测量系统WAMS子站的方法，其特征在于：该方法的步骤是，系统启动后：

1)读入配置信息；

2)启动命令管道、离散数据管道帧听端口；

3)是否接收到界面输入？

4)是修改配置信息，则修改配置信息，返回3；不是，则返回3；

5)主站命令到？

6)是，处理命令；否则，返回5；

7)命令是否需要返回？

8)是，则组织报文，并发送；否则返回5。

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