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1廣域保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前，關(guān)于廣域保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國內(nèi)外學(xué)者提出不同的見解，一般可分為分布式、區(qū)域集中式、變電站集中式以及分層集中式。其中，在分布式廣域保護(hù)系統(tǒng)中，廣域保護(hù)算法內(nèi)置于每個裝設(shè)在變電站內(nèi)部的保護(hù)IED中，分布式廣域保護(hù)系統(tǒng)的廣域保護(hù)決策過程完全在單個保護(hù)IED中實現(xiàn)，這使得分布式廣域保護(hù)系統(tǒng)更適合于實現(xiàn)廣域繼電保護(hù)的功能。區(qū)域集中式廣域保護(hù)系統(tǒng)其功能包括實現(xiàn)傳統(tǒng)繼電保護(hù)功能、通過通信網(wǎng)絡(luò)與廣域保護(hù)決策中心設(shè)備交換信息等。變電站集中式廣域保護(hù)系統(tǒng)主要是利用收集到的信息實現(xiàn)廣域保護(hù)算法，并向站內(nèi)相應(yīng)保護(hù)IED發(fā)送控制命令。分層集中式廣域保護(hù)系統(tǒng)繼承了區(qū)域集中式和變電站集中式廣域保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)勢，而且它既能夠與上層區(qū)域廣域保護(hù)決策中心設(shè)備通信又能夠與下層的保護(hù)IED通信，同時也能夠彌補變電站集中式存在的一些缺點。

2電力系統(tǒng)信息綜合傳輸調(diào)度算法研究

電力系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)的運行，尤其是順利實現(xiàn)其信息的綜合傳輸不可避免的需要解決諸多潛在的問題，尤其是信息業(yè)務(wù)綜合傳輸過程中存在的流量沖突問題，特別需要注意的是不僅要保證實時信息業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，同時也不可忽視各類非實時信息服務(wù)質(zhì)量，這些非實時信息也是傳輸過程中重要的組成部分。實現(xiàn)基于IP技術(shù)和區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型的網(wǎng)絡(luò)通信模式的關(guān)鍵技術(shù)包括隊列調(diào)度法，本文主要對隊列調(diào)度算法進(jìn)行深入討論，使其在對電力系統(tǒng)信息綜合傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量問題進(jìn)行解決時能夠發(fā)揮出關(guān)鍵的作用。WFQ算法的分組服務(wù)順序與GPS模型有很大差異，它是一種模擬通用處理器共享模型的隊列調(diào)度算法，本文在WFQ算法基礎(chǔ)上提出了WF2Q+算法，并通過將“虛擬延遲時間”引入WF2Q+算法解決了該算法在推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的問題，進(jìn)而提出了提出以基于IWF2Q+算法的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息綜合傳輸。

2.1WF2Q+算法介紹及分析WF2Q+算法是一種基于GPS模型的分組公平隊列調(diào)度算法。在實際的信息業(yè)務(wù)傳輸過程中，分組到達(dá)各列隊頭部的時間會存在一定的微小差別，致使根據(jù)GPS模型得到的各隊列頭部分組服務(wù)順序也出現(xiàn)微小差別，從而也會影響到WF2Q+調(diào)度器先為高優(yōu)先級隊列內(nèi)分組提供服務(wù)，還是為低優(yōu)先級隊列提供服務(wù)。觀察圖1我們可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先級較高的信息業(yè)務(wù)在電力系統(tǒng)分組傳輸過程中不能保證其實時性，關(guān)鍵在于優(yōu)先級較高的信息業(yè)務(wù)分組到達(dá)時間較晚，從而使得優(yōu)先級較低的信息業(yè)務(wù)“捷足先登”，到達(dá)時間稍快，影響了電力系統(tǒng)高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組傳輸?shù)膶崟r性。

2.2改進(jìn)的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述問題，為了保證電力系統(tǒng)信息綜合傳輸中高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的實時性，本文采用了PQ調(diào)度算法，并用PQ算法原理對WF2Q+算法進(jìn)行改進(jìn)，按照這種方式獲得的算法非常有可能將高優(yōu)先級分組推遲傳輸問題輕而易舉地解決，同時也能保持良好的公平性。具體操作如下：將優(yōu)先級最高隊列中傳輸個分組所需時間的倍定義為隊列的“虛擬延遲時間。IWF2Q+算法與WF2Q+算法都采用SEFF分組選擇策略，此時，不得大于系統(tǒng)虛擬時間，并且越小的隊列中的分組越優(yōu)先獲得調(diào)度器的服務(wù)，通過這種方式高優(yōu)先級隊列中所轉(zhuǎn)發(fā)分組的延時得到了降低。

3仿真分析

本文首先仿真對比電網(wǎng)發(fā)生故障時WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下IEEE14母線系統(tǒng)各變電站與控制中心站之間變換信息時4類信息業(yè)務(wù)分組的平均延時，結(jié)果如圖2所示。觀察圖2可知，WF2Q+算法與WFQ算法在保證信息業(yè)務(wù)實時性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的問題可通過IWF2Q+算法解決，并且能夠減小高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組延時，同時也會導(dǎo)致低優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組延時變大。其次仿真對比電網(wǎng)發(fā)生故障時PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下得到的系統(tǒng)中各變電站與控制中心站之間傳輸四類信息業(yè)務(wù)的平均服務(wù)速率，如圖3所示。該結(jié)果說明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型能夠較好地協(xié)調(diào)不同優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)獲得的服務(wù)效率，達(dá)到了各類信息業(yè)務(wù)傳輸?shù)墓叫裕倚阅芟喈?dāng)。

4課題研究結(jié)論及展望

現(xiàn)代經(jīng)濟和社會的發(fā)展使得電力系統(tǒng)的電網(wǎng)復(fù)雜程度增加,未來的電網(wǎng)不可避免的將是信息網(wǎng)與電力網(wǎng)構(gòu)成的相互依存的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，廣域保護(hù)能夠避免傳統(tǒng)繼電保護(hù)和安全穩(wěn)定控制存在問題，而先進(jìn)的通信技術(shù)與信息技術(shù)的使用將有望提高電網(wǎng)的可靠性、安全性以及運行效率。基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的通信技術(shù)，將為實現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)通信提供新的技術(shù)手段，為未來電網(wǎng)同一電力信息專用網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建奠定理論基礎(chǔ)。

作者：林鋼單位：佛山供電局