基于OPNET的广域测量系统仿真与通信延时性能分析

广域测量系统对实时性要求严格,而通信延时是影响实时性的重要因素。通信延时作为广域测量系统延时的重要组成,带有不确定性,因此成为其通信性能研究的重点和难点。对广域测量系统的通信设备、通信业务和通信网络拓扑进行建模,并依此对电力系统稳态工况、故障工况和网络设备故障工况三类场景进行仿真。由此得到在不同工况下广域测量系统的通信延时大小,从而评估分析该系统的现状和瓶颈。为广域测量系统的研究分析提供了新方法,同时为其规划与建设提供了参考意见。     

基于OPNET的电网自动化系统建模与性能评价

从建模仿真和定量分析这2个角度出发,提出电网自动化系统建模和性能评价方法,为电网自动化系统设计、运行以及规划提供分析手段与优化思路。首先分析了基于OPNET的电网自动化系统建模内容及结构,并分别从电网自动化系统设备模型、协议模型和信息调度模型三方面对其进行详细阐述。进一步,在分析电网自动化系统运行状态和当前系统性能评价方法局限性的基础上,提出电网自动化系统性能综合指标评价方法,并基于某地区电网自动化系统进行仿真与算例分析。结果表明,基于OPNET的电网自动化系统模型能够有效模拟系统各类运行场景,提出的电网自动化系统性能评价方法能够有效辨识系统运行状态。     

基于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真

智能变电站过程层网络的引入,使得继电保护的数据源与传输方式发生了很大变化,其动作性能与可靠性越来越依赖于通信网络.分析了智能变电站继电保护的数据流及各报文的通信机制,基于IEC61850标准在OPNET仿真软件上进行了过程层网络和继电保护IED设备的建模,实现了智能变电站继电保护的MU数据采集、SV报文、GOOSE报文、保护算法和保护出口的全过程仿真.结合电流保护实例,说明了建模仿真的原理和实现机制,验证了其可行性和有效性,为智能变电站继电保护的定量分析提供了新的有效研究工具.     

基于OPNET的电力广域通信仿真联盟的实现

由于电力控制系统需要利用广域网络进行实时通信,提出将电力控制程序与通信仿真软件OPNET进行联合仿真,以使电力控制系统同步地获得广域通信报文的网络延迟.构造了一个由电力控制系统程序、联盟模块Cosim、OPNET组成的仿真联盟平台.在扩展OPNET中的通信协议时,保留了已有的应用层和UDP/IP协议等模块,增加了负责打通OPNET与Cosim交互的外部模块esys和虚拟应用层UDP_bridge,后者负责连接UDP协议模块和esys.关键技术是对Cosim、esys和扩展进程的设计,其中扩展进程采用基于事件的有限状态机进行建模和设计.Cosim采用同步方式,以2组输入/输出及其标志文件传递电力控制程序索取报文延迟的请求和返回的延迟结果.采用C++语言实现了仿真联盟平台.在一个简单的广域通信网上进行了多组仿真实验.实验表明电力控制程序能够获得OPNET模拟的通信延迟,OPNET中背景流量的大小改变可影响电力控制程序获得的报文延迟.     

基于OPNET的智能变电站网络性能优化建模与仿真分析

智能变电站网络性能对变电站继电保护的实时性、信息传输的完整性和应用的有效性有直接影响。从仿真建模角度探究智能变电站网络实时性,为变电站通信网络系统运行提供分析手段和优化方法。首先剖析智能变电站通信网络系统结构,利用OPNET模拟智能变电站通信网络运行场景。接着在深入分析智能变电站通信网络实时性情况的基础上,提出基于DiffServ机制的交换式局域网网络性能优化方案。最后通过OPNET仿真平台模拟和分析该方案的运行场景。结果表明所提方案能够有效提高智能变电站的网络性能。     

基于OPNET的智能变电站过程层网络建模方法

智能变电站过程层网络的性能,会直接影响继电保护等高实时性应用的有效实现。为了定量研究过程层网络的可靠性和实时性,提出了一种基于OPNET的过程层网络建模方法。根据过程层网络设备结构、报文种类及流量特征,搭建了合并单元、智能终端、保护测控装置等各智能电子设备（IED）模型。在此基础上,建立了每个间隔模型;并以D2-1型变电站为例,采用星型拓扑组建了过程层网络模型。最后以组建的网络模型为平台,开展了虚拟局域网（VLAN）划分方式的研究,仿真及测试结果说明了模型的有效性。     

基于OPNET的变电站端对端通信实时性仿真研究

首先介绍了OPNET网络仿真软件,在深入研究了变电站通信网络层次结构和通信数据流特点的基础上,利用OPNET建立了间隔层保护测控单元与变电站层监控设备及工程师站之间的数据通信仿真模型,具体研究了变电站保护测控信号端对端传输时延。通过分析得出了影响端对端通信实时性的主要因素;验证了高层协议对通信实时性具有重大影响;得出了考虑高层协议影响的变电站端对端通信实时性仍能够满足小于4m s要求的结论。     

基于OPNET的变电站二次回路通信系统仿真研究

变电站二次回路通信从金属电缆模拟通信方式逐步转变为光电数字化通信方式。针对二次回路通信系统的设计,探讨了Ethemet网络技术用于过程层通信的可行性。在介绍OPNET(Optimized Network Engineering Tools)网络仿真原理的基础上,建立了变电站间隔层内的数据通信仿真模型,仿真了节点在不同数据包处理能力和不同带宽下的网络时延和数据流量,证明了100Mb／s带宽的Ethemet网络可满足实际二次回路1ms通信时延的要求,指出节点的通信处理能力和信道带宽是制约网络性能的重要因素。。     

基于SCADA系统OPC通信的控制系统实时仿真

数据采集与监视控制系统(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统.它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能.利用SCADA对OPC (OLE for Process Control)技术的支持来构建控制系统的实时仿真,解决了传统的有人参与的分布交互式和集成综合环境仿真的不足,并且大大降低了开发的难度,提高开发的速度和开发的质量.重点介绍了控制系统实时仿真模型的建立,利用微软的WTL(系统模板库)设计与实现数学模型、OPC服务器,使用SCADA软件对整个仿真系统平台进行了测试.     

基于IP技术的电力系统柔性SCADA研究与应用

新建的高速电力信息网使电力系统原有通信方式发生重大变化,如何有效利用电力信息网为电力系统运行和应用服务成为研究人员关心的问题。在高速电力信息网的基础上,提出了一种柔性SCADA概念。柔性SCADA是在高速的广域电力信息网的基础上,充分利用新增的带宽资源,在原有远动规约上进行扩充,将IP技术应用于电力系统通信,将数据、语音、图像等业务集于一体,组成的灵活交互式信息网络,是现有SCA-DA系统的全面升级和增强。基于柔性SCADA可以开展多种电力系统的新兴应用,以故障信息系统为例,描述了其功能和结构。故障信息系统是对现有EMS功能的补充和完善,可以支持更多的高级应用,对于提高电网自动化运行水平和电网调度水平具有极其重要的意义。     

基于网管系统的通信调度仿真系统

介绍了新一代基于网管系统的通信调度仿真系统,给出了该系统的功能模型。根据通信调度对仿真系统的要求,介绍了设计原则,利用网管统一平台提出了构建网络仿真系统的设计方案,并介绍了系统功能,最后根据实际应用情况分析了系统的技术指标和运行结果数据。     

基于OPNET的电力系统广域信息网络研究

广域保护系统(WAPS)能利用电力系统的广域信息而不局限于当地信息进行系统保护,从而可达到更好的保护性能。介绍了WAPS的优点和研究现状,重点探讨WAPS的结构和通信问题。通过借鉴数据采集与监控(SCADA)系统的3代结构形式,分析和总结了WAPS所能采取的3种结构形式(集中式、分布式和网络式)的特点和性能,认为网络式结构比集中式、分布式结构更加灵活和可靠,更加适合广域保护的要求。利用OPNET软件对WAPS的网络式结构进行建模和仿真,分析和比较了不同网络的通信延时,同时为了适应突发数据的传输建议采用100 M以太网。     

电力系统通信中数据采集与监控系统的安全问题分析

数据采集与监控(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统发展至今经历了4代产品,其中第三代SCADA系统技术最为成熟,在电力系统中的应用最广,但同时也存在干扰问题、通信协议的安全问题和控制中心的安全问题。通过对这些问题进行分析,提出相应的防护措施,以提高电力系统中SCADA系统通信的安全性。     

电网综合反事故演练仿真系统

介绍了商丘电网综合反事故演练仿真系统.该系统采用跨平台仿真支撑系统,由实时数据库管理系统、实时执行与进程调度系统、进程通信与I/O执行系统等部分组成.与传统的实时数据库相比,增加了抽象数据结构的管理能力.电网一次模型采用不对称网络实时故障潮流分析技术.动态计算全网各节点故障电压、各支路故障电流,并用以直接启动保护和自动装置;电网二次模型采用的保护装置与实际电网一样,采样该装置电压互感器、电流互感器的电流、电压,按照保护原理计算.与自己的物理量定值和时间定值比较,实现保护装置功能;采用图形矢量化保护屏,在计算机中再现保护屏形态,而且可与现场一样实现保护装置各种操作的全部功能.变电站内设备的仿真模块,采用三维动画技术真实再现变电站工作场景,现场操作票中的各项内容均能在仿真系统实现.并具有在线调度自动化系统的各种功能.实现了电网及变电站联合反事故演练,调度员、变电站运行人员及保护人员联合业务培训、技术比武等多种功能.     

基于多平台电力监控组态软件的开发

在未来一段时间内电力系统自动化仍将是多平台共存的现象,能够兼容多种操作系统平台是组态软件发展的方向之一。该文通过介绍Qt这种新的开发工具包,将其应用到电力自动化软件设计开发中,从而实现应用程序跨平台的能力。     

基于多平台电力监控组态软件的开发

在未来一段时间内电力系统自动化仍将是多平台共存的现象,能够兼容多种操作系统平台是组态软件发展的方向之一.该文通过介绍Qt这种新的开发工具包,将其应用到电力自动化软件设计开发中,从而实现应用程序跨平台的能力.     

基于电网计算数据库与SCADA的潮流文件实时生成系统

该数据库是以二维自由表为基本存放数据的形式,将电力系统的设备参数按设备类型存入表中,并在PDSB的基础上实现与SCADA数据交换的功能。开发了实时生成潮流文件的系统,该系统基于PDSB的数据,结合SCADA实时得到母线负荷、发电、实际运行的网络结构等数据,快速准确地生成某种格式的潮流文件,作为系统稳定分析的源文件。