智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建模方法，具體涉及一種智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法。
【背景技術】
[0002]電力網是能源配置和傳輸的重要平臺，通信網是社會信息化、智能化提供保障。兩張網絡是現代社會重要的基礎設施。目前電力行業和通信行業分別采用不同的方法對電網和通信網建模。而實際上，這兩個系統之間的關聯性愈來愈大，停電可能會造成通信網癱瘓，電網會對通信網造成電磁干擾，反之，智能電網強調現代電網的運行控制要求通信網(該專利中泛指電力二次設備、通信、信息系統、計算機網絡等構成的區別于電網物理網絡的系統)提供信息傳輸、信息采集和信息處理，通信網也會對電網造成潛在影響。
[0003]申請號為200910244247.7的發明專利提供一種基于MPI的電網仿真實時并行計算平臺及應用，在引入實時操作系統RTLinux的基礎上，通過對上層電網仿真計算應用模塊、MPICH并行環境和GM軟件的進行實時改造，提供構建電網仿真實時并行計算平臺的方法，從而為大規模電力系統提供嚴格步長的實時并行仿真計算，減少了步長時間抖動次數和幅度，保證可對電力系統進行超實時和硬實時動態仿真。
[0004]申請號為200910167922.0的發明專利提供一種大規模通信網仿真模型的構建及仿真方法，根據真實網絡中各網絡單元(路由器)的地理位置、連接關系以及相互間業務量的大小，將真實網絡劃分為多個相對獨立的“區域”和“子區域”;采用一臺服務器作為一個模擬前端對一個“子區域”的工作過程進行仿真；采用一臺服務器作為一個分調度單元對一個“區域”內所有模擬前端進行協調和調度；采用一臺服務器作為總調度單元對各分調度單元進行協調和調度。采用與真實網絡基本一致的仿真模型，將整個網絡的工作過程分解到不同的服務器完成，使仿真速度加快，仿真結果更加直接、明確、符合實際情況。適用于大規模、超大規模網絡的仿真。

【發明內容】

[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法，針對電力網和通信網各自網絡特點，構造異構雙網耦合模型，主要應用于電力網和通信網混合建模仿真，仿真結論用于評估智能變電站、微電網、廣域控制保護等系統的可靠性和安全性等。
[0006]為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案:
[0007]本發明提供一種智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]根據電力網網絡特點建立電力網邏輯圖模型；
[0009]根據通信網網絡特點建立通信網邏輯圖模型；
[0010]在電力網邏輯圖模型和通信網邏輯圖模型基礎上建立異構雙網耦合模型；
[0011]在時間域實現電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型之間的交互。
[0012]所述電力網邏輯圖模型包括電源節點、電壓變換節點、負荷節點、節點間交流聯絡線和節點間直流聯絡線。
[0013]所述電源節點是能量流的生成節點，其包括接入電力網的火電廠、風電場和太陽能發電；
[0014]所述電壓變換節點包括各電壓等級的變電站；
[0015]所述負荷節點包括居民負荷、工業負荷和商業負荷；
[0016]所述節點間交流聯絡線包括各電壓等級交流輸電線路；
[0017]所述節點間直流聯絡線包括各電壓等級直流輸電線路。
[0018]所述通信網邏輯圖模型包括信息傳感節點、信息執行節點、信息傳輸鏈路、信息處理節點和信息傳輸節點。
[0019]所述信息傳感節點包括智能電表、電力互感器、電壓互感器、溫度傳感器、濕度傳感器和狀態監測終端；
[0020]所述信息執行節點包括斷路器控制器、具備控制功能的保護裝置、安全穩定控制裝置和負荷控制裝置；
[0021]所述信息傳輸鏈路包括物理通信傳輸鏈路和邏輯數據通信鏈路；
[0022]所述信息處理節點包括具備信息處理功能的電力二次設備節點、系統子站、系統主站、控制中心和集中器；
[0023]所述信息傳輸節點包括通信機房、傳輸網通信設備和數據網通信設備。
[0024]所述異構雙網耦合模型包括節點與節點的直接關聯模型、節點與節點的間接關聯模型、鏈路與節點的直接關聯模型以及鏈路與節點間接關聯模型。
[0025]通過時間分割同步協調電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型，在時間域實現電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型之間的交互。
[0026]時間分割同步協調電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型的過程中，設置電力網事件、通信網事件和耦合影響事件為同一時間起點；
[0027]時間起點設置為仿真時間開始點；
[0028]所述電力網事件為各種故障前預警信息和故障發生事件，電力網事件包括短路事件和開關跳閘事件；
[0029]所述通信網事件包括通信網網絡中斷、通信網鏈路性能下降、通信網備用鏈路中斷和通信網重大故障告警；
[0030]所述耦合影響事件包括電源中斷造成傳輸網通信設備或數據網通信設備不能正常工作，通信中斷造成變電站終端、配網終端和負荷控制終端不能正常向控制中心上報數據，以及控制信號不能正常下達。
[0031]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0032]I)、本發明提供的智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法同時考慮電力網和通信網及其相互影響；
[0033]2)、本發明提供的智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法比目前單獨的電力網仿真和通信網仿真更能適應智能電網建模仿真需求。
[0034]3)、本發明中建立的電力網邏輯圖模型基于對電力網主要節點和鏈路的抽象基礎上，圖模型的節點少，簡化了模型，降低了大型電力網的建模的難度，為仿真減小計算開銷；
[0035]4)、本發明建立的通信網邏輯圖模型基于對通信網主要節點和鏈路的抽象基礎上，圖模型的節點少，簡化了模型，降低了通信網的建模的難度，為仿真減小計算開銷。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發明實施例中智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法示意圖；
[0037]圖2是本發明實施例中基于電力網邏輯圖模型和通信網邏輯圖模型的異構雙網耦合模型示意圖；
[0038]圖3是本發明實施例中時間分割同步協調電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0040]如圖1，本發明提供一種智能電網背景下電力網和通信網異構雙網耦合建模方法，所述方法包括以下步驟:
[0041]根據電力網網絡特點建立電力網邏輯圖模型；
[0042]根據通信網網絡特點建立通信網邏輯圖模型；
[0043]在電力網邏輯圖模型和通信網邏輯圖模型基礎上建立異構雙網耦合模型；
[0044]在時間域實現電力網邏輯圖模型、通信網邏輯圖模型和異構雙網耦合模型之間的交互。
[0045]所述電力網邏輯圖模型包括電源節點(power source，PS)、電壓變換節點(powervoltage transform，PVT)、負荷節點(power load，PL)、節點間交流聯絡線(power ACLine，PAL)和節點間直流聯絡線(power DC Line，F1DL)。
[0046]所述電源節點是能量流的生成節點，其包括接入電力網的火電廠、風電場和太陽能發電；
[0047]所述電壓變換節點包括各電壓等級的變電站；
[0048]所述負荷節點包括居民負荷、工業負荷和商業負荷；
[0049]所述節點間交流聯絡線包括各電壓等級交流輸電線路；
[0050]所述節點間直流聯絡線包括各電壓等級直流輸電線路。
[0051]所述通信網邏輯圖模型包括信息傳感節點(communicat1n sensor，CS)、信息執行節點(communicat1n actuator，CA)、信息傳輸鏈路(communicat1n transmiss1nline，CTL)、信息處理節點(communicat1n computat1n net, CCN)和信息傳輸節點。
[0052]所述信息傳感節點包括智能電表、電力互感器、電壓互感器、溫度傳感器、濕度傳感器和狀態監測終端；
[0053]所述信息執行節點包括斷路器控制器、具備控制功