專利名稱：廣域測量wams主站/子站仿真方法
技術領域：
廣域測量系統(WAMS)是國內外最新研究的用于電網穩定預警決策的動態監控系統，其包括主站系統(簡稱WAMS主站)和子站(PMU相量測量裝置及PMU數據集中器)。
本發明分別用于測試WAMS主站通信前置機、PMU裝置及數據集中器的通信規約是否符合電力行業通信傳輸標準的要求。其仿真主站的功能可以直接測試實際PMU裝置/數據集中器的數據傳輸報文組幀的正確性；其仿真子站的功能可以模擬PMU/數據集中器測試實際的WAMS主站通信前置機，按照通信標準規定的數據和參數格式組幀發送，驗證WAMS主站數據接收和命令發送的正確性。仿真WAMS主站和仿真數據集中器/PMU裝置的通信分析軟件是基于電力行業標準《電力系統實時動態監測系統技術規范》實現的，該技術屬于電力系統及其自動化領域。
背景技術：
近年來，美國、歐洲、俄羅斯相繼發生了大面積停電事故，給國民經濟和社會安定造成嚴重影響，為確保區域電網安全穩定運行，WAMS技術即是目前大家公認的最新技術之一。國內外各大電網均加強了對電網動態監控技術的研究，應用了WAMS系統和PMU裝置，但是，目前尚沒有一種廣域測量WAMS主站/子站仿真方法，以實現廣域測量系統WAMS通信仿真測試的需要。
發明內容
為了解決測試WAMS主站通信前置機、PMU裝置及數據集中器的通信規約，是否符合電力行業通信傳輸標準的要求，本發明提供了一種廣域測量WAMS主站/子站仿真方法，其中，仿真主站的方法是，系統啟動后1)讀入配置信息；2)打開實時管道偵聽端正口，接收界面輸入；3)檢測數據到否？4)若數據到，判斷當前數據源自哪個子站？5)確定子站存在？6)若不是，則丟棄該數據；7)若是，用該子站的配置信息解釋數據幀；8)返回到3；9)是否有界面輸入；10)是，則判斷輸入是否是命令下發？否返回9；11)是，則下發命令，否則返回9；12)組織命令幀報文；13)下發命令；14)是否有返回？
15)若無返回，則返回到9；16)若有返回，判斷收到返回報文否？17)若無返回報文，則返回到9；18)若有返回報文，處理返回報文；19)返回到9；20)接收界面輸入后，也可進行子站配置信息修改、離散數據分析后返回到9。仿真子站的方法是，系統啟動后1)讀入配置信息；2)啟動命令管道、離散數據管道幀聽端口；3)是否接收到界面輸入？4)是修改配置信息，則修改配置信息，返回3；不是，則返回3；5)主站命令到？6)是，處理命令；否則，返回5；7)命令是否需要返回？8)是，則組織報文，并發送；否則返回5。
本發明仿真主站的測試軟件實現網絡通信、數據幀分析、數據顯示、流量分析、數據對比、離線數據計算等功能。仿真子站測試軟件實現數據集中器/PMU裝置的數據組幀、網絡傳輸、參數配置、誤差分析、畫面顯示等功能，并提供對被測PMU裝置的性能分析，包括絕對誤差最大值、均方根誤差、隨機誤差正態分布，采用隨機誤差正態分布計算方法則根據給定置信度給出置信區間。
通過WAMS主站/數據集中器/PMU裝置的通信仿真測試軟件，可以為實際的WAMS主站和/數據集中器/PMU裝置的檢測提供有力的技術支持，使通過檢測的各種數據集中器/PMU裝置和WAMS主站順利實現通信互聯。
附圖1是本發明仿真廣域測量系統WAMS主站的流程圖。
附圖2是仿真廣域測量系統WAMS子站的流程圖。
附圖3是WAMS仿真主站接入PMU/集中器示意圖。
附圖4是WAMS仿真子站接入PMU/集中器示意圖。
具體實施例方式
用一臺PC機，其配置要求為，處理器Pentium 800MHz，或更高配置內存256M，或更高配置硬盤50M，或50M以上空間顯示1024×768，或更高分辨率網卡10M/100M，以太網操作系統Microsoft Windows 2000/XP仿真主站功能完整實現電力行業標準《電力系統實時動態檢測系統技術規范》中定義的所有實時數據管道、命令管道、離線數據管道的傳輸處理實時數據管道由命令管道控制打開或關閉，接收數據集中器/PMU裝置發送的實時測量相量數據。
命令管道向數據集中器/PMU裝置下發命令，命令包括心跳信號、系統復位、下傳配置2幀、聯網觸發、請求發送配置2幀、請求發送配置1幀、請求發送頭幀、打開實時數據管道、關閉實時數據管道、以數據幀格式轉發參考相量；并接收心跳信號的返回數據幀，確認子站狀態；接收下傳配置2幀命令返回，下發配置2幀數據給子站；接收子站返回的配置2幀數據、配置1幀數據、頭幀數據。
離線數據管道向數據集中器/PMU裝置下發的命令包括傳送電網擾動或傳輸漏缺的相量數據文件、傳送事件標識數據、召喚文件描述信息、按起止時間或發生時間傳送電網故障暫態記錄數據、召喚子站指定文件；并接收子站上傳的實時記錄數據，下傳文件返回確認、下發文件給子站，接收上傳的事件標識數據、文件描述信息、暫態記錄數據、子站上傳文件。
通道碼顯示對應于實時數據管道、命令管道、離線數據管道，以ASCII字符形式，分幀滾動顯示當前通道的通道碼，可以按操作指令執行暫停、滾動。
實時數據顯示對應于實時數據管道，以數值表格形式，顯示實際測量數值。
波形顯示對應于實時數據管道，以給定時間段，顯示一段時間的波形。
流量顯示對應于實時數據管道，根據接收數據幀間隔時間，計算出數據幀流量。
矢量圖顯示根據數據幀解釋數據，動態顯示某個設備的三相矢量圖。
實時數據存儲數據通信過程中，記錄下每幀數據(是否記錄用戶可控)，供主站系統做離線數據分析。
離線數據分析根據在實時數據傳輸過程中記錄的數據作離線分析，分析的內容包括整分整秒數據分析、通信性能分析、測量精度分析。
誤差分析在離線數據分析的測量精度誤差分析中，提供了絕對誤差最大值、均方根誤差、誤差分布。
絕對誤差最大值errmax＝MAX(|xi-xi|)均方根誤差errsqrt=Σi=1N(xi-x‾i)2N]]>隨機誤差分布
1)正態分布的概率密度函數f(x)=12πe(x-x‾)22σ2.]]>2)標準正態分布計算φ(u)=12π∫-∞ue-x22dx(u≥0).]]>3)其中σ=Σi=1n(xi-x‾)2n-1,]]>其中x‾=Σi=1nxin.]]>x是誤差值。
4)根據測量數據，求出誤差值，根據給定的置信度，查正態分布表或者根據概率密度函數計算數值積分，計算誤差區間。
查表和數值積分值設為δ。
5)求取的置信區間為[x-δ*σ，x+δ*σ]。
仿真子站功能通過此測試系統，可測試實時數據管道、命令管道、離線數據管道的數據通信正確性。
實時數據管道接收命令管道來的主站控制命令，控制數據集中器/PMU裝置向WAMAS主站傳輸相量數據或停止傳輸。
命令管道由主站向數據集中器/PMU裝置下發的命令包括心跳信號、系統復位、下傳配置2幀、聯網觸發、請求發送配置2幀、請求發送配置1幀、請求發送頭幀、打開實時數據管道、關閉實時數據管道、以數據幀格式轉發參考相量；接收處理命令，并返回相應的數據或確認幀給主站系統。
離線數據管道
曲主站向數據集中器/PMU裝置下發的命令包括傳送電網擾動或傳輸漏缺的相量數據文件、傳送事件標識數據、召喚文件描述信息、按起止時間或發生時間傳送電網故障暫態記錄數據、召喚子站指定文件。
數據集中器的配置應變包括子站名稱、IP地址、命令管道端口號、實時數據端口號、離線數據端口號、PMU個數等等。
PMU的配置包括配置PMU名稱、IDCODE、相量通道、模擬量通道、開關量通道。
權利要求
1.一種仿真廣域測量系統WAMS主站的方法，其特征在于該方法的步驟是，系統啟動后1)讀入配置信息；2)打開實時管道偵聽端正口，接收界面輸入；3)檢測數據到否？4)若數據到，判斷當前數據源自哪個子站？5)確定子站存在？6)若不是，則丟棄該數據；7)若是，用該子站的配置信息解釋數據幀；8)返回到3；9)是否有界面輸入；10)是，則判斷輸入是否是命令下發？否返回9；11)是，則下發命令，否則返回9；12)組織命令幀報文；13)下發命令；14)是否有返回？15)若無返回，則返回到9；16)若有返回，判斷收到返回報文否？17)若無返回報文，則返回到9；18)若有返回報文，處理返回報文；19)返回到9；20)接收界面輸入后，也可進行子站配置信息修改、離散數據分析后返回到9。
2.一種仿真廣域測量系統WAMS子站的方法，其特征在于該方法的步驟是，系統啟動后1)讀入配置信息；2)啟動命令管道、離散數據管道幀聽端口；3)是否接收到界面輸入？4)是修改配置信息，則修改配置信息，返回3；不是，則返回3；5)主站命令到？6)是，處理命令；否則，返回5；7)命令是否需要返回？8)是，則組織報文，并發送；否則返回5。
全文摘要
廣域測量系統WAMS主站/子站仿真方法，完整實現電力行業標準《電力系統實時動態檢測系統技術規范》規定的命令管道、數據管道、離線數據管道等的通信傳輸處理；實現網絡通信、數據幀分析、數據顯示、流量分析、數據對比、離線數據計算等功能；還能實現數據集中器/PMU裝置的數據組幀、網絡傳輸、參數配置、誤差分析、畫面顯示等功能，同時，提供對被測PMU裝置的性能分析，包括絕對誤差最大值、均方根誤差、隨機誤差正態分布，采用隨機誤差正態分布計算方法則根據給定置信度給出置信區間。
文檔編號H04L12/56GK1773913SQ20051011040
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月16日 優先權日2005年11月16日
發明者于躍海, 岑宗浩, 趙宗強, 滕云 申請人:上海南瑞實業有限公司, 上海華東電力信息工程技術有限公司