一种电力系统广域闭环控制系统闭环时延的测量方法

摘要

本发明提供了一种电力系统广域闭环控制系统闭环时延的测量方法。该测量方法的步骤如下：步骤1，相量测量单元发送测量数据包；步骤2，网络控制服务器接收并解析测量数据包，获得同步测量数据；步骤3，网络控制服务器根据同步测量数据的时标进行同步处理并计算控制指令之后将其下发至网络控制单元；步骤4，网络控制单元记录当前时刻，以及接收到的控制指令的时标，两者之差即为一次测量得到的闭环时延；步骤5，多次测量即可得到一系列闭环时延的测量值。本发明中一种电力系统广域闭环控制系统闭环时延的测量方法解决了现有技术不能测量电力系统广域闭环控制系统闭环时延的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统广域闭环控制技术领域，特别是涉及一种电力系统 广域闭环控制系统闭环时延的测量方法。

背景技术

广域互联是目前电力系统主要发展方向之一，互联的广域电力系统可大 幅提高安全性和可靠性，同时有利于实现资源优化配置。但是互联广域电力 系统也面临着新的问题。互联区域间的功率低频振荡严重影响电力系统安全 性，并降低了电能的传输效率，为此必须要解决电力系统的低频振荡问题。 广域闭环控制系统是解决低频振荡问题的有效手段之一。

在电力系统广域闭环控制系统中，相量测量单元PMU、广域网络控制 服务器WNCS和网络控制终端NCU分别对应于控制系统中的传感器、控制 器和执行器。PMU、WNCS和NCU之间通过电力系统高速通信网络传输。 与传统的控制系统不同，广域闭环控制系统中的反馈信号(即测量数据)和 控制信号均通过高速通信网络传输，因此网络化控制导致的时延是影响广域 闭环控制系统性能的重要因素。

闭环时延是广域闭环控制系统的总时延，为了研究广域闭环控制系统的 闭环时延特性以便进一步实现对时延影响的补偿，需要对广域闭环控制系统 中的闭环时延进行测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术不能实现电力系统广域闭环控 制系统闭环时延的测量问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种电力系统广域闭环控制系统闭环 时延的测量方法。

本发明中的电力系统广域闭环控制系统的主要设备分别为相量测量单 元PMU、广域网络控制服务器WNCS和网络控制终端NCU，分别对应于控 制系统中的传感器、控制器和执行器。在实际应用中设备的称呼可能有变， 但不影响其在控制系统中对应的功能。

所述的闭环时延的测量方法包括如下步骤：

步骤1、相量测量单元PMU正常执行其测量功能，即根据同步对时信 息进行同步采样，并根据当前时刻的对时信息对测量值打时标，然后将测量 数据按照通信规约打包后发送至网络控制服务器，该步骤中，设定PMU发 出的测量数据时标为t_{PMU_i}；

步骤2、网络控制服务器WNCS接收并解析测量数据包，获得同步测量 数据；

步骤3、网络控制服务器WNCS对同步测量数据进行同步处理，计算控 制指令并下发至网络控制单元，即WNCS接收到的多个带不同时标的PMU 数据进行同步处理，并根据最新对齐的同步测量数据计算控制指令，此处最 新对齐的同步测量数据时标为t_PMU，且t_PMU取所有t_{PMU_i}(i＝1，2，3……， n)的最小值，进而据此最新对齐的同步测量数据计算得到的控制指令的时 标也为t_PMU；WNCS计算带时标t_PMU的控制指令后将其发送至网络控制单元 NCU，

步骤4、网络控制单元接收NCU到控制指令后，获取其时标t_PMU，并根 据对时信息获取当前时刻的时标t_NCU，两者之差即为一次测量得到的闭环时 延，设定闭环时延为T_C，则有T_C＝t_NCU-t_PMU；

步骤5、保持广域闭环控制系统正常运行，并依照步骤1至5多次进行 测量即可得到一系列连续的广域闭环控制系统闭环时延的测量值，完成对闭 环时延的测量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的闭环时延测量方法可充分利用了电力系统广域闭环控制系 统中的同步对时机制，在实现测量的过程中，无需对整个系统硬件设备做任 何改动。

2、本发明的闭环时延测量方法在测量过程中，无需在电力系统中进行 任何扰动，同时也没有额外的通信量，仅保持广域闭环控制系统正常运行并 记录数据即可。

3、本发明的闭环时延测量方法可得到闭环时延的连续测量值，可用于 分析闭环时延的连续变化特性。

附图说明

图1是本发明的优选实施例的测量方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 和实施例作进一步详细的说明。

如图1所示，在本发明的优选实施例中，提供了一种电力系统广域闭环 控制系统闭环时延的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：

步骤1、相量测量单元PMU正常执行其测量功能，即根据同步对时信 息进行同步采样，并根据当前时刻的对时信息对测量值打时标，然后将测量 数据按照通信规约打包后发送至网络控制服务器，该步骤中，设定PMU发 出的测量数据时标为t_{PMU_i}；

步骤2、网络控制服务器WNCS接收并解析测量数据包，获得同步测量 数据；

步骤3、网络控制服务器WNCS对同步测量数据进行同步处理，计算控 制指令并下发至网络控制单元，即WNCS接收到的多个带不同时标的PMU 数据进行同步处理，并根据最新对齐的同步测量数据计算控制指令，此处最 新对齐的同步测量数据时标为t_PMU，且t_PMU取所有t_{PMU_i}的最小值，进而据 此最新对齐的同步测量数据计算得到的控制指令的时标也为t_PMU；WNCS计 算带时标t_PMU的控制指令后将其发送至网络控制单元NCU，

步骤4、网络控制单元接收NCU到控制指令后，获取其时标t_PMU，并根 据对时信息获取当前时刻的时标t_NCU，两者之差即为一次测量得到的闭环时 延，设定闭环时延为T_C，则有T_C＝t_NCU-t_PMU；

步骤5、保持广域闭环控制系统正常运行，并依照步骤1至5多次进行 测量即可得到一系列连续的广域闭环控制系统闭环时延的测量值，完成对闭 环时延的测量。

通过上述技术方案的应用，本发明的方法具有如下优点：

1、本发明的闭环时延测量方法可充分利用了电力系统广域闭环控制系 统中的同步对时机制，在实现测量的过程中，无需对整个系统硬件设备做任 何改动。

2、本发明的闭环时延测量方法在测量过程中，无需在电力系统中进行 任何扰动，同时也没有额外的通信量，仅保持广域闭环控制系统正常运行并 记录数据即可。

3、本发明的闭环时延测量方法可得到闭环时延的连续测量值，可用于 分析闭环时延的连续变化特性。

以上对本发明实施例所提供的一种电力系统广域闭环控制系统闭环时 延的测量方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及 实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解 为对本发明实施例的限制。