和实时仿真方案，这也是研究的重点问题。
关键词：电力系统；信息通信系统；混合型仿真
随着以风电、光伏为代表的可再生能源在电力系统发电侧和用户侧的大量接入以及柔性交流输电系统（FACTS）装置在电网中的规模化应用，电力系统的强非线性特性日益突出，三相不平衡、谐波、间谐波以及阻尼弱化问题已不容忽视，交直流之间强耦合、互作用的效果逐渐凸显。电力和信息通信系统混合仿真的方法有多种，研究混合仿真平台的搭建可以将电力和通信信息系统中有关的问题得到有效的解决，这样的优化方案可以有效的提高仿真平台的运行效率，使得电力系统通信工作的展开可以满足人们的较多要求，这对电力和通信系统混合仿真平台的构建是具有推动作用。
一、概述
电网运行中的广域监控保护和控制系统要求信息通信技术的发展要达到一定的水平。因为电网运行中的量测信息和其他的附加信息需要及时的被传送到电器网的控制中心，以起到时刻检测电网运行情况的作用。因此，面对这样的情况电网中信息通信技术的应用是解决电网运行中智能化问题的关键。
对于将电力系统与信息通信系统的仿真方法研究，目前的研究思路分为两个个大类，在两个仿真工具的运行中，这两个模型在相同的时间域中，可以避免考虑其他的时间同步问题。由于将电力系统仿真工具中插入简化的通信环节模型的联系仿真方案缺少动态的链接以及内存管理等等构成离散事件系统模型的要素，没办法做到很准确的模拟通信过程的动态情况，因此，多采用将电力系统反针程序以模块的方式插入到通信仿真系统中。但是，虽然将电力系统分模块插入信息通信系统不需要考虑时间域保持同步的问题，但是微分代数方程这一复杂的方程也很难与连续的时间性进行联立，以及与机电特性仿真之间也存在着不小的问题。
二、非实时混合仿真方案
电力通信复合系统仿真还存在着其他的研究思路，那就是采用混合仿真。混合仿真的情况下这两种建模工作依旧运用各自原有的仿真软件，他们之间的联系要通过一些使时间同步的方法来保证他们的运行处于同一个时间域。在这种情况下，运用已经比较成熟的仿真工具的元件库以及目前现有的计算方法来保证这两个系统的精确度。
1、非实时混合仿真系统。混合仿真又可以分为非实时混合仿真和实时混合仿真。利用PSCAD/EMTDC 和Java 编写的混合仿真方案第一次提出了将事件仿真系统和时间的连续性进行融合，由Mesut Baran 建立的。这个方法主要是利用了PSCAD/EMTDC 的自定义模式下的模型建立了同另一个仿真体统的进行数据交换的链接口。利用Java 现有的多样的程序进行编程，制造一个独立的控制以及信息管理的模型，在通过数据队列的储存方法来对两个系统的信息进行联通。但是这个方案在窗体顶端中，由于其需要的数据仿真工具较多，对计算机的要求和负荷也很大。Java 也不并不是专业的通信系统仿真工具，导致其精准度很难得到保障，且无法大面积推广。
2、非实时混合仿真系统的时间同步。这个方案要实现在时间上的同步是整个仿真方案的最重要的部分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当每一次开始时，PSCAD/EMTDC 将会把上一次确定的相关信息采用自定义接口发送给我们配备的Java 的负责信息管理的部分，然后这个部分将会对PSCAD/EMTDC 发送的信息按顺序进行传送以及处理，在这个活动完成后，又会将处理后的信息返还给PSCAD/EMTDC。完成这一步骤后，信息开始被PSCAD/EMTDC 进行处理，也就是开始运算。这个方法所需要的时间为从将上一次的信息发送给PSCAD/EMTDC 开始计算一直到信息被返回PSCAD/EMTDC 并被计算处理为止。
三、实时混合仿真系统
1、实时混合仿真系统。虽然非实时混合仿真系统已经可以比较成熟的处理这两种系统之间的静态问题，但是由于时间的同步问题尚未得到很好的解决，信息通信与电力系统的动态问题用非实时混合仿真系统很难得到解决，所以研究实时混合仿真系统就显得尤为必要。实时仿真系统的电力系统仿真单元一般采用RTDS,HYPERSIM 和OPAL-RT 。将电脑安装RT-LAB。同时配合OPAL-RT 仿真器，将RTLAB完全模拟成仿真器。而通信信息仿真单元一般采用OPENT,OMNET++ 和NS2。实时混合仿真系统要求通信单元了具有该系统可以进行精确的计算，可以在循环中加入硬件，可以细致的对该系统中的组件建模，并可以做到扩展。这实际上是为仿真系统中的各个联网的硬件提供了一个联入网络的接口，在连入网络的条件下，各个组件可以通过网络与外部进行实时的数据交换。实时混合仿真系统的监测系统可以采用Java Eclip ，将其安装在电脑上，利用网络的联通对电力系统进行监控。对于网络连接设备可以采用OPENT 的SITL 模块配合其他的网卡，以联网的方式来使其实现时间上的同步。
2、实时混合仿真系统的时间同步。对于这种方式仿真模型的时间同步问题，我们需要首先预设t为物理时间，T为仿真系统时间。我们需要将两种系统仿真模型在相同的时间开始运行。在运行之后，其电力系统的仿真工具将会根据我们设定的长度进行连续不断的运动，这项运动所产生的相关信息会被数据交换借口收集，在进行收集其量测以及其他与之相关的一些数据后，就会传送到信息通信系统的仿真工具上，并且将会对这段数据命名，存入为电力仿真系统建立的一个区域，这里我们称之为缓存区。接收到每一次的信息后，信息通信仿真工具将会开始离散事件的仿真。这个情况下的仿真包括了网络连接中断、网络传送代码混乱或错误以及延迟等状况，信息通信仿真工具将会对电力系统仿真工具发送数据，这些情况作出反应与出应对。若以上情况并不发生，则不会作出应对，直接进入下一个环节。与此同时，信息通信仿真工具中的缓存区会进行更新数据。信息通信系统仿真工具所做出的应对是针对电力系统仿真工具做出的，发出具有控制作用的讯号。这时，需要同时进行两项操作，使信息通信仿真工具向电力系统仿真工具发送数据，通过联网计算得到电力系统的控制延迟时间。同时信息通信仿真工具会给缓存区发送请求，读取电力系统仿真工具的电力运行情况的数据。关于延迟时间，信息通信系统仿真工具由于相对复杂，其控制信号的延迟时间通常会多于电力系统仿真工具的延迟时间，在这种情况下，两种仿真系统的运行不同步，当信息通信系统仿真工具的控制信号发出时，电力系统仿真工具就已经运行了好几个步骤。
电力和信息通信系统的混合仿真方法的研究的成功是对电力系统和信息系统的一次巨大优化，对于我们现在的生活具有很大的意义，其研究价值非常巨大，通过作用各种组件已达到电力系统与信息通信系统的同步技术虽然只是初具雏形，但经过不懈的努力一定会得到有效的完善，更好更快的投入使用，为人类科学的发展提供助力，为人类社会的发展贡献力量。
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论文作者:张永杰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期下
论文发表时间:2019/11/29
标签：电力系统论文; 信息论文; 系统论文; 工具论文; 实时论文; 通信系统论文; 时间论文; 《中国电业》2019年第12期下论文;