源网荷全景同步测量系统通信接入技术研究

发布时间：2020-06-15 12:38

【摘要】：近年来,大规模新能源并网和各类电力电子装置投运使电力系统呈现出明显的电力电子化特征。传统的建模分析与离线控制方法不再适用,亟需研制一套覆盖系统电源、电网与负荷侧的全景同步测量系统(SYMS),为电力电子化电力系统机理分析与闭环控制提供大量测量数据。其中,SYMS的通信接入负责将不同类型测量装置的测量数据快速、可靠地传输到数据中心,为系统监测、分析与控制提供基础,因此研究SYMS系统通信接入技术具有重要的实际应用价值和理论意义。目前已有的同步测量数据传输协议仅适用于基波相量的传输,无法适用于新能源场站与主动配电网地区电气量中的大量谐波与间谐波分量。本文通过分析新能源场站与主动配电网的现场录波数据特性,设计了基波、谐波与间谐波同步测量异步传输的方案,提出了适用于谐波、间谐波的传输协议,并基于LabVIEW编程实现了测量装置与数据中心的通信部分程序,对提出的方法进行了验证。为了研究SYMS数据传输通信性能,搭建了实验室模拟网络测试平台,进行了单装置、多装置与数据中心通信性能测试。通过测试分析表明,谐波、间谐波数据包大小、上送频率对数据传输的延时影响相对较小。链路带宽充足时,数据传输不受通信流量影响;但达到带宽极限时,数据传输延时增加、丢包率增大。基于上述分析结果,提出了 SYMS数据传输方式与参数设置方法。基于上述研究,针对不同类型测量装置现场的通信条件,提出了基于公共数据有线传输网和4G专网的SYMS通信网络搭建方案。针对同一时间断面数据到达时间比较分散的现象,在数据中心提出了“先到先入库,按时标调用”的数据处理策略。进一步,基于实际网络与装置,搭建了 SYMS通信接入系统,并进行了实际测试,验证了所提方法的有效性。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM933.313;TN919.2
【图文】：

１．２．１邋ＳＹＭＳ系统及通信接入技术概述逡逑ＳＹＭＳ系统是应对电力电子设备导致传统电力系统发生机理特性、分析方法逡逑变化，而提出的一个重点研宄课题。如图１－１所示，该测量系统包括新能源场站逡逑同步测量装置（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋Ｄｅｖｉｃｅ邋ｆｏｒ邋Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ邋Ｓｏｕｒｃｅｓ，逡逑ＳＭＤ－Ｒ邋）、控制类测量装置（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋Ｄｅｖｉｃｅ邋ｆｏｒ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ，逡逑ＳＭＤ－Ｃ）、负荷侧测量装置（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋Ｄｅｖｉｃｅ邋ｆｏｒ邋Ｌｏａｄ，邋ＳＭＤ－Ｌ）、逡逑局域测量数据集中器（Ｌｏｃａｌ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋Ｄａｔａ邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ，邋ＬＭＤＣ）和数据主站。逡逑ＳＭＤ－Ｒ、ＳＭＤ－Ｃ、ＳＭＤ－Ｌ统称为ＳＭＤ。ＳＭＤ－Ｒ安装于新能源大规模集中逡逑与分布式接入地区，可对电压、电流相量、频率、频率变化率进行测量，实现快逡逑速跟踪测量信号的动态变化，实现基波相量的精确提取。ＳＭＤ＿Ｃ安装于高压交逡逑流输电系统，可对电压、电流相量、频率、频率变化进行测量。可实现在较短的逡逑时间内对电力电子化电力系统动态过程的精确测量

－－、－数据类型邋１Ｐ报文长度（Ｂ）邋上传频率实时监测数据流量（ｋｂｐ基波逦１１０逦５０Ｈｚ逦４４逡逑邋间谐波逦３３８逦１Ｈｚ逦２．７０４逡逑基波逦９０逦５０Ｈｚ逦３６逡逑逦谐波逦３７８逦１Ｈｚ逦３．０２４逡逑间谐波逦１３８逦１Ｈｚ逦１．１０４逡逑基波、谐波、间谐波数据的传输，要增加与数据帧相对应的Ｇ－５，指导３种数据帧的测量和传输。配置帧ＣＦＧ－４由同步测统全配置文件，内容包括同步测量装置可以容纳的所有可能输站根据ＣＦＧ－４的内容生成，为数据配置文件，表示数据帧的步测量装置根据ＣＦＧ－５的内容封装基波，谐波和间谐波数据。传输过程中报文类型及格式，具体帧格式见本章２．２．３内容。逡逑－－

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本文编号：2714426