上海交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (10): 1419-1430.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.541
何瑞文1, 陆嘉亮1, 杨长鑫1, 彭浩1, MOHAMMAD Shahidehpour2(
)
收稿日期:2023-10-26
修回日期:2024-01-04
接受日期:2024-01-12
出版日期:2025-10-28
发布日期:2025-10-24
通讯作者:
MOHAMMAD Shahidehpour,美国工程院院士,教授,博士生导师;E-mail: ms@iit.edu.
作者简介:何瑞文(1969—),博士,教授,从事电力信息物理系统建模与可靠性、智能电网保护与控制的研究.
基金资助:
HE Ruiwen1, LU Jialiang1, YANG Changxin1, PENG Hao1, MOHAMMAD Shahidehpour2(
)
Received:2023-10-26
Revised:2024-01-04
Accepted:2024-01-12
Online:2025-10-28
Published:2025-10-24
摘要:
在新形势下,为匹配新型电力系统需求,亟需对信息高度共享且需实时决策的电力二次系统进行建模与仿真.本文首次提出关联电力一次系统运行状态以实现电力二次系统仿真的设计方法.以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象,提出电力一次与二次系统仿真的关联方法,阐明其仿真实现框架、数据交互方法及数据同步管理,从而将一次系统的实际电气量数据传导至二次侧,解决二次系统仿真数据源问题.然后,进一步提出电力二次系统的仿真设计方法,基于面向对象统一建模语言(UML)提出其系统级交互设计、元件级类设计和模块级状态设计的方法,从而解析电气量数据在二次系统的传输交互处理转换全流程.最后,以220/110/10 kV主变间隔110 kV侧出口处短路故障场景为算例,结合主变差动保护方案,仿真验证所提方法的有效性.
中图分类号:
何瑞文, 陆嘉亮, 杨长鑫, 彭浩, MOHAMMAD Shahidehpour. 新型电力系统下电力二次系统仿真的设计方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(10): 1419-1430.
HE Ruiwen, LU Jialiang, YANG Changxin, PENG Hao, MOHAMMAD Shahidehpour. Design Methods for Power Secondary System Simulation in New Power Systems[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2025, 59(10): 1419-1430.
表2
报文接收处理模块类的状态与动作
| 状态名 | 描述 | 进入动作 | 内部活动 | 出口动作 |
|---|---|---|---|---|
| 初始状态 | 运行前的最初状态 | |||
| 初始化状态 | 进行属性的读取与变量的解析初始化 | GetAllAttributes | ArrangeSelflnterruption. | |
| 空闲状态 | 等待报文的到达或仿真结束 | |||
| 报文接收状态 | 对报文进行类型判别,决定跳转状态 | GetPacket | PacketTypeJudment | StatusJump |
| GOOSE 报文处理状态 | 对 GOOSE 报文进行处理 | GetPacket | GooseProcessing InformGooseSend. WriteStatistics | DestroyPacket |
| FT3 报文处理状态 | 对 FT3 报文进行处理 | GetPacket | GooseProcessing InformSvSend. WriteStatistics | DestroyPacket |
| 其他报文处理状态 | 对非法报文进行销毁 | GetPacket | WriteStatistics | +DestroyPacket |
表3
主变间隔报文时延
| 发送端设备 | 接收端设备 | 总时 延/ms |
|---|---|---|
| 主变220 kV电子式互感器 | 220 kV侧合并单元 | 0.145 |
| 主变110 kV电子式互感器 | 110 kV侧合智一体化设备 | 0.145 |
| 主变10 kV电子式互感器 | 10 kV侧合智一体化设备 | 0.145 |
| 220 kV侧合并单元 | 保护单元 | 0.426 |
| 110 kV侧合智一体化设备 | 保护单元 | 0.394 |
| 10 kV侧合智一体化设备 | 保护单元 | 0.384 |
| 保护单元 | 220 kV侧智能终端 | 0.434 |
| 保护单元 | 110 kV侧合智一体化设备 | 0.419 |
| 保护单元 | 10 kV侧合智一体化设备 | 0.412 |
| 220 kV侧智能终端 | 保护单元 | 0.434 |
| 110 kV侧合智一体化设备 | 保护单元 | 0.434 |
| 10 kV侧合智一体化设备 | 保护单元 | 0.410 |
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