電力系統(tǒng)廣域信息網(wǎng)絡(luò)研究論文
摘要：本文從廣域保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和目前市場(chǎng)的現(xiàn)狀著手研究，探討和總結(jié)廣域保護(hù)系統(tǒng)的三種結(jié)構(gòu)以及性能，利用OPNET軟件來對(duì)廣域保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)作方式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，使廣域保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加直觀的表現(xiàn)出來，從而對(duì)通信延時(shí)進(jìn)行比較，在比較過程中為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，應(yīng)當(dāng)使用以太網(wǎng)保證分析過程中的網(wǎng)絡(luò)支持。
關(guān)鍵詞：廣域保護(hù)系統(tǒng)；信息；結(jié)構(gòu)；OPNET
電力系統(tǒng)已經(jīng)成為關(guān)系國民生計(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，人們的生產(chǎn)生活早已離不開電力的支持，因此電力系統(tǒng)的維護(hù)工作是十分重要的[1]。
1傳統(tǒng)電力保護(hù)系統(tǒng)與廣域電力維護(hù)系統(tǒng)的比較
目前在我國的大部分地區(qū)都還是普遍采用的傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)受到非常明顯的地域性限制，也就是說每一個(gè)保護(hù)裝置只能對(duì)當(dāng)?shù)氐碾娏π畔⑦M(jìn)行收集和利用，各個(gè)電力保護(hù)裝置之間難以實(shí)現(xiàn)信息的交流和共享，彼此之間的信息交流需要耗費(fèi)更大的人力物力才能實(shí)現(xiàn)，因此這種傳統(tǒng)的電力保護(hù)系統(tǒng)的作用和功能已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電力發(fā)展的需求了。當(dāng)然，傳統(tǒng)電力保護(hù)系統(tǒng)也有其存在的優(yōu)勢(shì)之處，它可以實(shí)時(shí)采集到電流信息，對(duì)電流信息進(jìn)行分析和研究，這一點(diǎn)可以有效提高電力保護(hù)系統(tǒng)的速動(dòng)行和選擇性，但是也僅僅局限于此，由于地域性限制的影響，它只能對(duì)其所在區(qū)域內(nèi)的故障進(jìn)行檢測(cè)和反映，對(duì)于臨近地區(qū)所出現(xiàn)的故障和問題，這種保護(hù)系統(tǒng)沒有辦法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和排除，更無法為其提供實(shí)時(shí)的.保護(hù)。廣域電力保護(hù)系統(tǒng)是針對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的弊端進(jìn)行研發(fā)出來的新型電力保護(hù)系統(tǒng)，廣域電力保護(hù)系統(tǒng)可以依托全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和高速寬帶網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域間信息的交流和共享，打破了傳統(tǒng)的地域限制。廣域電力維護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)依靠其獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代通信技術(shù)，將所采集到的電力信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的交換和共享，從而對(duì)每個(gè)區(qū)域的電力信息進(jìn)行整合分析，對(duì)潛在的問題和危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和修復(fù)，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。但是在實(shí)際的應(yīng)用之中廣域電力保護(hù)系統(tǒng)還具有一定的困難之處，尤其是在最重要的信息傳輸方面，信息傳輸?shù)乃俣群途嚯x方面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營有較大的限制，傳輸時(shí)間較長，難以滿足電力維護(hù)的時(shí)效性。所以現(xiàn)階段廣域電力維護(hù)系統(tǒng)大多用于電力維護(hù)的后備工作之中，這些工作對(duì)時(shí)效性的要求不高，廣域電力維護(hù)系統(tǒng)可以滿足其需求。
2廣域信息保護(hù)系統(tǒng)的通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的討論分析
廣域電力維護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)層次，主要是集中式、分布式以及網(wǎng)絡(luò)式。
2.1集中式層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和表現(xiàn)形式
在廣域電力維護(hù)系統(tǒng)的集中式表現(xiàn)結(jié)構(gòu)中，最重要的信息處理場(chǎng)所是中央處理單元，它可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的各種信息進(jìn)行集中收集，并將所收集到的信息進(jìn)行分析，從而進(jìn)行正確的決策部署[2]。整個(gè)廣域電力保護(hù)系統(tǒng)中有很多的終端設(shè)備，這些終端設(shè)備可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的信息進(jìn)行協(xié)調(diào)和保護(hù)，并上傳給中央信息處理單元，執(zhí)行中央信息處理單元的指令和要求，整個(gè)廣域電力保護(hù)系統(tǒng)由中央信息處理單元和每個(gè)終端設(shè)備之間的配合來完成工作。由于中央信息處理單元要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)之中的各項(xiàng)信息進(jìn)行收集和分析，并由算法來做出相應(yīng)的決策，因此整個(gè)系統(tǒng)對(duì)中央信息處理單元的要求很高，一旦中央信息處理單元出現(xiàn)故障和問題，整個(gè)系統(tǒng)的信息處理和決策都會(huì)出現(xiàn)故障造成系統(tǒng)癱瘓。
2.2分布式層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和表現(xiàn)形式
分布式變現(xiàn)結(jié)構(gòu)和集中式變現(xiàn)結(jié)構(gòu)最大的不同之處在于分布式表現(xiàn)結(jié)構(gòu)沒有中央信息處理單元，它每一個(gè)環(huán)節(jié)之間可以實(shí)時(shí)信息溝通，每一個(gè)終端設(shè)備之間都可以信息共享，突破了地域的限制，一旦有任何環(huán)節(jié)和任何區(qū)域出現(xiàn)故障和問題，其終端設(shè)備就可以在第一時(shí)間跳閘，節(jié)省了故障的時(shí)間，提高了可靠性。
2.3網(wǎng)絡(luò)式層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和表現(xiàn)形式
網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)是由很多終端設(shè)備組合而成，沒有中央信息處理單元。隨著我國高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展以及北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的投入使用，網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)可以充分利用這些有利條件，將復(fù)雜的電力系統(tǒng)信息進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，對(duì)所有信息快速，準(zhǔn)確作出反應(yīng)。在廣域電力保護(hù)系統(tǒng)的三個(gè)層次結(jié)構(gòu)之中，網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)相較于其他兩種結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)勢(shì)。
2.4OPMNET仿真模型的建立
為了對(duì)廣域電力保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行更深層次的研究和分析，我們可以通過OPMNET對(duì)其建立仿真模型，使之得到更直觀，更清晰的反映。
31OPMNET仿真軟件簡(jiǎn)介
OPMNET是一種被廣泛應(yīng)用在各種電力系統(tǒng)建模中的軟件，該軟件可以對(duì)任何系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行仿真模擬，將系統(tǒng)以模型的方式直觀地呈現(xiàn)在人們面前，使人們對(duì)系統(tǒng)的人是更加深刻，更加清晰，幫助人們對(duì)系統(tǒng)的問題和漏洞進(jìn)行發(fā)展和及時(shí)修補(bǔ)。
3.1仿真模型的建立
廣域電力保護(hù)系統(tǒng)可以通過OPMNET進(jìn)行建模，建模過程中必須嚴(yán)格按照廣域電力維護(hù)系統(tǒng)的要求進(jìn)行，每一個(gè)步驟和環(huán)節(jié)都要和系統(tǒng)保持一致[3]，在中央信息處理單元和終端設(shè)備之間的連接和算法應(yīng)用是最關(guān)鍵的部分，這部分關(guān)系到整個(gè)建模系統(tǒng)的正常運(yùn)行和反應(yīng)，在建模完成后還要反復(fù)檢驗(yàn)，確保建模的科學(xué)性和系統(tǒng)性，保證整個(gè)模型正常運(yùn)行。
3.2仿真結(jié)構(gòu)分析
通過對(duì)電力保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，我們不難發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)在電力維護(hù)系統(tǒng)中對(duì)時(shí)效性和反應(yīng)速度起著重要的作用，通過對(duì)以太網(wǎng)的控制和調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)反應(yīng)速度和時(shí)間的快慢。另外就是通過建模可以證明，在廣域電力維護(hù)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)反映所需要的時(shí)間明顯快于其他兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況和故障問題，網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)可以在第一時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)和決策，避免故障擴(kuò)大化，減少損失。
4結(jié)語
通過OPMNET建模結(jié)果比較，廣域電力維護(hù)系統(tǒng)可以有效解決傳統(tǒng)電力維護(hù)系統(tǒng)的弊端，在反應(yīng)的時(shí)效性，結(jié)構(gòu)性等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電力保護(hù)系統(tǒng)，并且在關(guān)于電力保護(hù)系統(tǒng)的三個(gè)不同結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)式比其他兩個(gè)結(jié)構(gòu)更加適用，在應(yīng)對(duì)突發(fā)情況時(shí)網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)能更加靈活應(yīng)對(duì)。
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