電力系統(tǒng)廣域信息網(wǎng)絡(luò)研究論文
摘要：本文從廣域保護系統(tǒng)的優(yōu)點和目前市場的現(xiàn)狀著手研究，探討和總結(jié)廣域保護系統(tǒng)的三種結(jié)構(gòu)以及性能，利用OPNET軟件來對廣域保護系統(tǒng)的運作方式和結(jié)構(gòu)進行建模，使廣域保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加直觀的表現(xiàn)出來，從而對通信延時進行比較，在比較過程中為應(yīng)對突發(fā)情況，應(yīng)當使用以太網(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)的維護工作是十分重要的[1]。
1傳統(tǒng)電力保護系統(tǒng)與廣域電力維護系統(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，也就是說每一個保護裝置只能對當?shù)氐碾娏π畔⑦M行收集和利用，各個電力保護裝置之間難以實現(xiàn)信息的交流和共享，彼此之間的信息交流需要耗費更大的人力物力才能實現(xiàn)，因此這種傳統(tǒng)的電力保護系統(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。當然，傳統(tǒng)電力保護系統(tǒng)也有其存在的優(yōu)勢之處，它可以實時采集到電流信息，對電流信息進行分析和研究，這一點可以有效提高電力保護系統(tǒng)的速動行和選擇性，但是也僅僅局限于此，由于地域性限制的影響，它只能對其所在區(qū)域內(nèi)的故障進行檢測和反映，對于臨近地區(qū)所出現(xiàn)的故障和問題，這種保護系統(tǒng)沒有辦法對其進行檢測和排除，更無法為其提供實時的.保護。廣域電力保護系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)的弊端進行研發(fā)出來的新型電力保護系統(tǒng)，廣域電力保護系統(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。廣域電力維護系統(tǒng)系統(tǒng)依靠其獨特的內(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行實時的交換和共享，從而對每個區(qū)域的電力信息進行整合分析，對潛在的問題和危險進行預(yù)測和修復(fù)，保證整個電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。但是在實際的應(yīng)用之中廣域電力保護系統(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方面對整個系統(tǒng)的運營有較大的限制，傳輸時間較長，難以滿足電力維護的時效性。所以現(xiàn)階段廣域電力維護系統(tǒng)大多用于電力維護的后備工作之中，這些工作對時效性的要求不高，廣域電力維護系統(tǒng)可以滿足其需求。
2廣域信息保護系統(tǒng)的通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的討論分析
廣域電力維護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為三個層次，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)的特點和表現(xiàn)形式
在廣域電力維護系統(tǒng)的集中式表現(xiàn)結(jié)構(gòu)中，最重要的信息處理場所是中央處理單元，它可以對整個系統(tǒng)中的各種信息進行集中收集，并將所收集到的信息進行分析，從而進行正確的決策部署[2]。整個廣域電力保護系統(tǒng)中有很多的終端設(shè)備，這些終端設(shè)備可以對區(qū)域內(nèi)的信息進行協(xié)調(diào)和保護，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，整個廣域電力保護系統(tǒng)由中央信息處理單元和每個終端設(shè)備之間的配合來完成工作。由于中央信息處理單元要對整個系統(tǒng)之中的各項信息進行收集和分析，并由算法來做出相應(yīng)的決策，因此整個系統(tǒng)對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，整個系統(tǒng)的信息處理和決策都會出現(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，它每一個環(huán)節(jié)之間可以實時信息溝通，每一個終端設(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)備就可以在第一時間跳閘，節(jié)省了故障的時間，提高了可靠性。
2.3網(wǎng)絡(luò)式層次結(jié)構(gòu)的特點和表現(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)信息進行簡單化處理，對所有信息快速，準確作出反應(yīng)。在廣域電力保護系統(tǒng)的三個層次結(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。
2.4OPMNET仿真模型的建立
為了對廣域電力保護系統(tǒng)進行更深層次的研究和分析，我們可以通過OPMNET對其建立仿真模型，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，該軟件可以對任何系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和條件進行仿真模擬，將系統(tǒng)以模型的方式直觀地呈現(xiàn)在人們面前，使人們對系統(tǒng)的人是更加深刻，更加清晰，幫助人們對系統(tǒng)的問題和漏洞進行發(fā)展和及時修補。
3.1仿真模型的建立
廣域電力保護系統(tǒng)可以通過OPMNET進行建模，建模過程中必須嚴格按照廣域電力維護系統(tǒng)的要求進行，每一個步驟和環(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)系到整個建模系統(tǒng)的正常運行和反應(yīng)，在建模完成后還要反復(fù)檢驗，確保建模的科學性和系統(tǒng)性，保證整個模型正常運行。
3.2仿真結(jié)構(gòu)分析
通過對電力保護系統(tǒng)進行建模分析，我們不難發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)在電力維護系統(tǒng)中對時效性和反應(yīng)速度起著重要的作用，通過對以太網(wǎng)的控制和調(diào)整可以實現(xiàn)系統(tǒng)反應(yīng)速度和時間的快慢。另外就是通過建�？梢宰C明，在廣域電力維護系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)反映所需要的時間明顯快于其他兩個結(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)可以在第一時間進行反應(yīng)和決策，避免故障擴大化，減少損失。
4結(jié)語
通過OPMNET建模結(jié)果比較，廣域電力維護系統(tǒng)可以有效解決傳統(tǒng)電力維護系統(tǒng)的弊端，在反應(yīng)的時效性，結(jié)構(gòu)性等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電力保護系統(tǒng)，并且在關(guān)于電力保護系統(tǒng)的三個不同結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)式比其他兩個結(jié)構(gòu)更加適用，在應(yīng)對突發(fā)情況時網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)能更加靈活應(yīng)對。
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