配电网WAMS通信高效传输与测试技术研究

发布时间：2020-10-15 08:00

　　 目前新能源技术的迅速发展,传统配电网中接入大量的分布式电源(DG),使得传统配电网面临诸多挑战,广域同步测量技术是解决主动配电网控制和保护的重要手段之一。配电网广域测量系统通过分散在不同地理位置的同步相量测量装置(PMU)以某个特定的速率采集配电网的动态数据并上传给数据集中器,由其上传给主站实现整个配电网的同步动态监视,从而对配电网实现实时的保护和控制。与以往既有的主电网广域测量系统有所不同是,配电网的自身结构决定了其广域测量系统中有较多的PMU装置,从而整个系统中有大量节点设备进行高频次通信,这使得配电网广域测量系统对通信频次和带宽要求较高。此外,由于配电网节点数量多、整体范围小,这要求总体通信成本较低。因而不同于主电网的单纯光纤通信,需要采用无线网、电力线载波和光纤等多种通信方式混合组网。本文的主要工作和结果如下:1)结合GB/T26865.2-2011规约对广域测量系统通信过程的深入研究和分析,并且搭建WAMS平台,借助Wireshark软件对整个通信流程进行分析,并在此基础上进一步探寻高效传输的方法。针对已有的规约进行数据帧修改,进而实现广域测量系统实时数据高效传输。2)在评估了配电网通信状况和数据传输特征的基础上,结合国内外已有的同步相量数据集中器,分析主动配电网中同步相量数据集中器功能需求。设计一种能够支持无线、4G LTE、电力线载波和光纤等多种信道混合组网的配电网同步相量数据集中器。3)针对所提的配电网同步相量数据集中器进行相应的基本功能和关键指标测试。开发多通道PMU模拟软件,组建广域测量系统测试平台,对配电网PDC的基本功能进行测试。借助DIgSILENT软件搭建一种含有多DG的主动配电网模型,模拟配电网稳态运行、单相短路故障和相间短路故障的实际运行状况,并生成相应的同步相量仿真数据。为同步相量数据集中器关键技术测试提供模拟电力系统数据,使得测试结果具有一定的可靠性。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM933.313
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题意义和研究背景
    1.2 配电网广域测量系统通信高效传输的背景和意义
        1.2.1 WAMS、PMU与配电网PDC介绍
        1.2.2 配电网WAMS高效传输
    1.3 配电网同步相量数据集中器研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 同步相量数据高效传输研究
    2.1 广域测量系统中数据传输协议的分析及研究
        2.1.1 实时传输数据报文格式
        2.1.2 离线传输数据报文格式
    2.2 广域测量系统通信延时分析
    2.3 结合数据传输协议对实时数据实现高效传输
        2.3.1 PMU端数据帧压缩
        2.3.2 PDC端数据帧解压
    2.4 本章小结
第三章 配电网同步相量数据集中器的设计
    3.1 主动配电网同步相量数据集中器的功能需求分析
        3.1.1 配电网PDC基本功能
        3.1.2 配电网PDC关键技术指标
    3.2 主动配电网同步相量数据集中器的硬件设计和软件架构
        3.2.1 配电网PDC硬件设计
        3.2.2 配电网PDC软件架构
        3.2.3 PDC软件高效设计
    3.3 本章小结
第四章 基于DIgSILENT的配电网仿真与模拟工具开发
    4.1 含有多DG的配电网特性和仿真意义
    4.2 含有多DG配电网系统建模与仿真
        4.2.1 含有多DG配电网系统建模
        4.2.2 利用DIgSILENT仿真软件产生配电网仿真数据
    4.3 基于MFC的模拟PMU工具开发
        4.3.1 模拟PMU需求分析
        4.3.2 模拟PMU软件设计
    4.4 本章小结
第五章 同步相量数据集中器功能测试
    5.1 广域测量系统测试与装置测试
        5.1.1 广域测量系统测试
        5.1.2 PMU、PDC装置测试
    5.2 借助Wireshark对广域测量系统通信分析
    5.3 结合相关标准进行基本功能测试
    5.4 基于配电网仿真数据的相量数据集中器关键指标测试
        5.4.1 PDC的接入能力测试
        5.4.2 PDC的数据延迟测试
        5.4.3 多信道融合传输测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

【参考文献】

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本文编号：2841915