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1、第26卷第14期电力系统自动化Vol.26No.142002年7月25日AutomationofElectricPowerSystemsJuly25,20027应用ATM网络实现电力系统远程实时监控崔沅,程林,孙元章,黎雄,彭疆南,钟志安,张剑云(清华大学电机系,北京市100084)摘要:提出了电力系统实时决策系统中超远程强实时通信的设计与实现方法。在网络拓扑上采用星形的多智能客户机组ö中央服务器群集模式;网络物理载体采用能够提供高带宽和极短时延的基于光放大技术的同步光纤网;在通信方式的选择上,采用基于无确认的方式并且能够提供良好的实时服务和兼容性的ATM技术。通过对可靠性和
2、实时通信时延进行精确估算,表明采用此设计方式,可以满足电力系统实时决策和紧急控制对上千千米超远程通信的可靠性和实时性要求。关键词:电力系统实时决策系统;远程实时通信;多智能客户机组ö中央服务器群集;同步光纤网;异步传输模式中图分类号:TM712;TM730引言统实时决策系统必须保证在电力系统暂态故障出现的100ms以内,将计算出的控制策略下达到紧急控电力系统稳定性分析与控制实时仿真决策系统制机。相对于上千千米的通信距离而言,这是一个非的目标是:构建一个超大型实时分布式监控系统来常艰巨的任务。监视和控制电力系统的暂态运行情况,预测可能出112实时决策系统远程通信实时性要求现的电
3、力系统失稳或崩溃,并在暂态故障造成无可电力系统实时决策系统的整个控制过程包括:挽回的破坏之前通过适当的控制策略来进行反事故[1]a1将电力系统各节点实时状态数据采集并传控制。送到前置机中;由于电力系统是一个跨地区甚至跨国界的超大b1在前置机内部对电力系统各节点实时状态型分布式工业系统,在对电力系统进行全局暂态控数据进行初步的预处理;制时,必须进行远程实时数据交换,因此,上千千米c1由前置机将经过处理后的数据及部分经过超远程强实时通信成为电力系统实时决策系统实现采样直接得到的数据通过高速宽带网络直接传送给的关键。中央服务器群集进行处理;1实时决策系统远程实时通信设计目标d1中央
4、服务器群集根据前置机传送来的数据进行控制策略计算;111实时决策系统的基本思想和实现目标e1中央服务器群集将控制策略下达给位于电电力系统实时决策系统的基本思想是:通过高力系统各个节点的紧急控制机。速采集装置,将电力系统的实时状态数据采集到前不妨假设以上各步骤花费的时间分别为T1,置机中,然后通过高速广域网将数据传送到中央服务器群集中,计算出在此电力系统中运行的各大电T2,T3,T4,T5,则总的时间Tt为:厂之间的功角,并对功角进行处理和分析,如果发现Tt=T1+T2+T3+T4+T5<100ms(1)被控电力系统将要失稳,中央服务器群集将向紧急由于T3和T5反映了远程数据传
5、送的时延,考控制机下达实时控制策略,进行反事故控制。所有这虑到前置机和紧急控制机监控的是电力系统的同一些过程必须在电力系统的稳定被破坏之前执行完个节点,因此应该有:[1,2]T毕。3=T5=T(2)为了能够做到这一点,在给继电保护器件和励代入式(1),有磁装置动作留下足够的时间裕度的前提下,电力系Tt=T1+T2+T4+2T<100ms(3)设状态采集所需的时间T1为5ms,前置机对收稿日期:2002203220。数据进行预处理需要花费的时间T2为5ms,中央国家重点基础研究专项经费资助项目(G1998020303)。服务器群集进行控制策略计算需要花费的时间T48电力系统自动
6、化为50ms,将以上数据代入式(3),有:2T<40ms,即T<20ms。因此,为了确保电力系统实时决策系统能够正常运行,必须保证远程实时通信的时延小于20ms。2超大型电力系统实时决策系统基本架构211实时决策系统网络实现模式在对电力系统进行控制时,必须获得电力系统各个重要节点的实时状态数据。由于一部分实时状态数据仅仅反映了该电力系统节点的局部状态,与全局稳定计算没有太大的关系,因此没有必要将这一部分数据通过网络传送给中央服务器群集,仅仅在前置机上就可以进行处理,并由前置机将本地控制策略直接发送给伺服于该节点的紧急控制机。因此,从宏观上讲,电力系统实时决策系统是一图1电力系
7、统实时决策系统整体架构Fig.1Frameofreal-timecontrolandanalysis个分散ö集中相结合的分布式控制系统,其基本架构systemforpowersystems采用多智能客户机组ö单服务器群集模式。其中,位于每一个节点的前置机和控制机组成一个智能客户3实时决策系统远程实时通信实现方式机组,通过直接连线的方式实时传输局部控制策略。311实时通信网物理载体的选择212电力系统实时决策系统规模限制电力系统实时决策系统实时通信网决定了实时鉴于电力系统实时决策系统是一个超大规模的通信的
