本文關鍵詞：智能電網(wǎng)廣域測量信息物理融合系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：以同步相量測量單元(PMU)為基礎的廣域測量系統(tǒng)(WAMS)可實現(xiàn)電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)測,是智能電網(wǎng)的一個重要發(fā)展方向。WAMS數(shù)據(jù)采集頻率高,其海量數(shù)據(jù)的吞吐極易導致網(wǎng)絡過載,增加網(wǎng)絡延時,特別是當電網(wǎng)突發(fā)緊急事件時網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇上升,嚴重影響電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測的實時性要求。信息物理融合系統(tǒng)(CPS)將計算、通信和控制深度融合,本文提出將CPS技術理念應用于WAMS中,以解決其海量數(shù)據(jù)的傳輸問題,完成的主要研究工作如下：(1)針對WAMS海量數(shù)據(jù)問題,通過深入調(diào)研WAMS體系結構及CPS關鍵技術,提出了智能電網(wǎng)廣域測量信息物理融合系統(tǒng)(Smart Grid Wide-area Measurement Cyber-physical System, SGWAMCPS),基于CPS相關技術理念構建了包括PMU數(shù)據(jù)融合物理層、高速網(wǎng)絡層、中間件-服務層和智能電網(wǎng)高級應用層的四層體系結構,并對每一層進行了定義和功能介紹,優(yōu)化了傳統(tǒng)WAMS的體系結構。(2)提出在SGWAMCPS的PMU數(shù)據(jù)融合物理層實現(xiàn)由高級應用層指定的數(shù)據(jù)融合,以減少數(shù)據(jù)傳輸量,提出了五類可有效減少PMU數(shù)據(jù)傳輸量的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合算法。然后以WAMS典型高級應用一一電壓穩(wěn)定性監(jiān)測為例,提出了一種適用于SGWAMCPS的電壓穩(wěn)定性指標,并設計了適用于該應用的數(shù)據(jù)融合算法。(3)在SGWAMCPS中間件-服務層提出了一種發(fā)布-訂閱中間件,為中間件的實現(xiàn)提出了一種建立于IP網(wǎng)絡模型之上的三層網(wǎng)絡架構。發(fā)布-訂閱中間件開放了一種應用指定的編程接口,采用聲明式發(fā)布-訂閱數(shù)據(jù)模型,允許SGWAMCPS高級應用訂閱PMU發(fā)布的特定數(shù)據(jù)流,并附加數(shù)據(jù)融合功能說明。(4)基于IEEE300節(jié)點電力系統(tǒng)仿真模型,對所提出的適用于電壓穩(wěn)定監(jiān)測高級應用的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合算法進行了仿真驗證,仿真結果表明所提出的四種算法均可在不影響電壓穩(wěn)定指標(VSI)計算準確性的同時,實現(xiàn)40%-50%數(shù)據(jù)傳輸量的減少,有效降低了信息開銷,提高了網(wǎng)絡傳輸效率。本文基于CPS技術理念改進了傳統(tǒng)WAMS的體系結構,并提出在系統(tǒng)底層實現(xiàn)由高級應用指定的數(shù)據(jù)融合以降低網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)量,通過仿真驗證了該方法的有效性,未來可在多傳感器數(shù)據(jù)綜合分析以及數(shù)據(jù)流處理技術等方向開展研究。
【關鍵詞】：信息物理融合系統(tǒng) 廣域測量系統(tǒng) 數(shù)據(jù)融合 發(fā)布-訂閱中間件 電壓穩(wěn)定監(jiān)測
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP202;TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題研究背景及目的意義13-14
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 目的意義14
• 1.1.3 課題來源14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 WAMS研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 CPS在電力系統(tǒng)中的應用研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合技術研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 發(fā)布-訂閱服務應用研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.4 論文結構21-22
• 1.5 本章小結22-23
• 第二章 SGWAMCPS體系結構研究23-35
• 2.1 WAMS特點及功能需求23-25
• 2.2 CPS技術特點25-26
• 2.3 智能電網(wǎng)廣域測量信息物理融合系統(tǒng)26-34
• 2.3.1 PMU數(shù)據(jù)融合物理層28-29
• 2.3.2 高速網(wǎng)絡層29-30
• 2.3.3 中間件-服務層30-31
• 2.3.4 智能電網(wǎng)高級應用層31-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第三章 SGWAMCPS應用指定的數(shù)據(jù)融合算法研究35-50
• 3.1 數(shù)據(jù)融合技術及算法35-37
• 3.1.1 數(shù)據(jù)融合的概念35-36
• 3.1.2 SGWAMCPS數(shù)據(jù)融合算法36-37
• 3.2 智能電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性監(jiān)測37-46
• 3.2.1 電壓穩(wěn)定及失穩(wěn)37-38
• 3.2.2 電壓穩(wěn)定監(jiān)測內(nèi)容38-39
• 3.2.3 電壓穩(wěn)定性指標研究39-46
• 3.3 電壓穩(wěn)定監(jiān)測應用指定的數(shù)據(jù)融合算法46-49
• 3.3.1 數(shù)據(jù)融合算法研究46-48
• 3.3.2 數(shù)據(jù)融合前后VSI計算結果對比48-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 SGWAMCPS發(fā)布-訂閱服務50-60
• 4.1 發(fā)布-訂閱中間件概述50-51
• 4.2 SGWAMCPS系統(tǒng)發(fā)布-訂閱中間件51-54
• 4.2.1 發(fā)布-訂閱中間件總體設計51-52
• 4.2.2 發(fā)布-訂閱中間件的實現(xiàn)52-54
• 4.3 發(fā)布-訂閱數(shù)據(jù)模型54-56
• 4.3.1 基于主題的發(fā)布-訂閱54-55
• 4.3.2 基于內(nèi)容的發(fā)布-訂閱55-56
• 4.3.3 基于類型的發(fā)布-訂閱56
• 4.4 聲明式發(fā)布-訂閱數(shù)據(jù)模型56-59
• 4.4.1 事件模型57
• 4.4.2 訂閱模型57
• 4.4.3 數(shù)據(jù)融合操作57-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第五章 電壓穩(wěn)定數(shù)據(jù)融合算法仿真驗證60-66
• 5.1 IEEE 300電網(wǎng)仿真模型60-61
• 5.2 仿真結果與分析61-65
• 5.3 本章小結65-66
• 總結展望66-68
• 參考文獻68-73
• 在攻讀碩士期間發(fā)表的論文73-74
• 攻讀學位期間參與的科研工作74-76
• 致謝76

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