电力系统实时仿真平台

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种电力系统实时仿真平台。

背景技术

随着智能电网新技术的迅速发展，传统电网已经逐步演变成一个日趋复杂的网络，这也给电力系统安全稳定运行带来新的挑战。PMU(phasor measurement unit，同步相量测量单元)的广泛应用和WAMS(Wide Area Measurement System，广域测量系统)系统的建立为电力系统的监测、保护、调度和控制提供了新的方式，同时也对电力系统通信系统提出了更高的要求。

电力系统仿真一直都是电力系统安全稳定分析、电力系统运行规划必不可少的最基本的工具。电力系统的在线仿真与离线仿真的区别在于仿真数据的来源不同，离线仿真数据为人工制定的各种运行方式数据，基于预想运行工况进行仿真。在线仿真则取用调度自动化系统的在线运行数据，基于实际运行工况进行仿真，在线仿真可用于预想事故分析，通过对大批量预想事故进行扫描分析，甄别出具有安全隐患的故障，也可用于基于超实时仿真的预警和处理。

随着电力系统的发展，电力系统仿真技术存在实时化，混合仿真，在线仿真的技术需求。但现有的电力系统仿真平台无法解决时间同步的问题，难以进行实时的数据交换。

因此，如何提供一种电力系统实时仿真平台，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电力系统实时仿真平台。

本发明提供一种电力系统实时仿真平台，包括：电网仿真系统、通信系统、PMU测量系统和主站系统；所述通信系统包括：通信接口和通信主机；

所述电网仿真系统用于构建目标电网仿真模型，实时对所述目标电网模型进行机电暂态仿真，并将所述目标电网的仿真数据传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述仿真数据分为第一仿真数据和第二仿真数据，将所述第一仿真数据通过所述PMU测量系统传输至所述主站系统，将所述第二仿真数据所述通信主机传输至所述主站系统；

所述主站系统用于实时接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并确定所述目标电网的目标仿真数据。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述PMU测量系统包括：数模转换器、放大器和至少一个同步相量测量单元；

所述通信接口用于确定所述第一仿真数据，将所述第一仿真数据传输至所述数模转换器；其中，所述第一仿真数据为所述目标电网仿真模型中目标节点和/或目标支路对应的仿真数据；

所述数模转换器将所述第一仿真数据转换为模拟量，并将所述模拟量通过放大器放大后传输至所述同步相量测量单元；

所述同步相量测量单元基于所述模拟量确定第一仿真数据数字量，并将所述第一仿真数据数字量传输至所述主站系统。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述PMU测量系统还包括：GPS与授时单元和GPS卫星；

所述同步相量测量单元用于根据所述GPS与授时单元和所述GPS卫星，确定与所述PMU测量系统中其他所述同步相量测量单元在同一时刻基于所述模拟量确定第一仿真数据数字量。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述通信接口用于确定所述第二仿真数据，将所述第二仿真数据所述通信主机传输至所述主站系统；

其中，所述第二仿真数据为所述目标电网仿真模型中除了目标节点和目标支路外，其他节点和/或支路对应的仿真数据。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：电网控制系统；

所述电网控制系统用于接收所述主站系统发送的控制命令，基于所述控制命令生成电网控制指令，并将所述电网控制指令传输至所述电网仿真系统。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述电网控制系统包括：模数转换器和所述广域阻尼控制器；

所述广域阻尼控制器用于接收所述主站系统发送的控制命令，确定所述控制指令对应的广域阻尼控制器参数，并将所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述广域阻尼控制器参数转换为参数数字量，将所述参数数字量传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述参数数字量传输至所述电网仿真系统。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述电网控制系统还包括：执行单元；

所述广域阻尼控制器用于接收所述主站系统发送的控制命令，确定所述控制指令对应的广域阻尼控制器参数，并将所述广域阻尼控制器参数传输至所述执行单元；

所述执行单元用于基于所述广域阻尼控制器参数确定所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数，并将所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器转换为各节点对应的参数数字量，将所述各节点对应的参数数字量传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述各节点对应的参数数字量传输至所述电网仿真系统。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述主站系统包括：WEMS中心站；

所述WEMS中心站用于实时接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并整合所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，确定所述目标电网的目标仿真数据。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：网络仿真仪；

所述网络仿真仪用于接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并模拟损伤网络环境，将所述数据传输至所述主站系统。

根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：目标网络监控系统；

所述目标网络监控系统用于对待仿真的目标电网进行实时监控，得到所述目标电网的实时监控数据集，并将所述目标电网的实时监控数据集传输至所述电网仿真系统；

所述电网仿真系统用于基于所述目标电网的实时监控数据集构建所述目标电网仿真模型。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据，能够更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的电力系统实时仿真平台结构示意图；

图2为本发明提供的电力系统实时仿真平台构架示意图；

图3为本发明提供的通信主机工作原理示意图；

图4为本发明提供的高速同步通信卡工作原理示意图；

图5为本发明提供的主站系统架构示意图。

附图标记：

110：电网仿真系统； 120：通信系统；

130：PMU测量系统； 140：主站系统；

201：通信接口； 202：通信主机；

203：数模转换器； 204：放大器；

205：同步相量测量单元。 206：GPS与授时单元；

207：GPS卫星； 208：模数转换器；

209：广域阻尼控制器； 210：执行单元；

211：WEMS中心站； 212：网络仿真仪；

213：客户机； 214：交换机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的研究电力系统动态问题，比如稳定控制，广域监测的问题，实时混合仿真方案也被提了出来。非实时仿真最大的来自于时间同步问题，而当电力和通信部分均采用实时仿真系统，并且采用实时数据交换则可以避免时间同步问题。

为了更加准确、真实的对电力系统进行仿真，体现信息通信技术对电力系统的影响，本专利搭建了一种电力系统实时仿真平台，模拟PMU的测量和通信过程以及广域系统的保护控制，可以进行广域系统测量、通信、控制的实验和研究。

图1为本发明提供的电力系统实时仿真平台结构示意图，图2为本发明提供的电力系统实时仿真平台构架示意图，如图1和图2所示，本发明提供一种电力系统实时仿真平台，包括：电网仿真系统、通信系统、PMU测量系统和主站系统；所述通信系统包括：通信接口和通信主机；

所述电网仿真系统用于构建目标电网仿真模型，实时对所述目标电网模型进行机电暂态仿真，并将所述目标电网的仿真数据传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述仿真数据分为第一仿真数据和第二仿真数据，将所述第一仿真数据通过所述PMU测量系统传输至所述主站系统，将所述第二仿真数据所述通信主机传输至所述主站系统；

所述主站系统用于实时接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并确定所述目标电网的目标仿真数据。

具体的，电力系统实时仿真平台，包括：电网仿真系统110、通信系统120、PMU(phasor measurement unit，同步相量测量单元205)测量系统和主站系统140。其中，通信系统120包括：通信接口201和通信主机202。

电网仿真系统110用于构建目标电网仿真模型，实时对目标电网模型内的机电进行暂态仿真，并将目标电网的仿真数据(状态量和非状态量)传输至通信接口201。

通信接口201用于目标电网的将仿真数据分为第一仿真数据和第二仿真数据两路，将第一仿真数据通过PMU测量系统130(由数字信号第一仿真数据转换为模拟信号)传输至主站系统140，将第二仿真数据通过通信主机202(仍旧为数字信号第二仿真数据)传输至主站系统140。

需要说明的是，第一仿真数据和第二仿真数据不重叠，第一仿真数据和第二仿真数据之和为该目标电网的所有仿真数据。具体的，第一仿真数据和第二仿真数据的选取规则和选取比例，可根据实际需要进行设置，本发明对此不做限定。

主站系统140用于实时接收通信主机202和PMU测量系统130传输的数据，并且对齐断面进行汇总，确定目标电网的目标仿真数据。

进一步的，可以理解的是，主站系统140获取了目标电网的目标仿真数据之后，可以进行目标网络当前的状态估计，或是对电网的监控、分析，辨识，控制以及其他高级应用。在实际应用过程中，目标电网的目标仿真数据的具体使用方法，可以根据实际情况进行调整，本发明对此不做限定。

需要说明的是，电网仿真系统中目标电网仿真模型可以是基于现实中存在的电力系统构建的，也可以是基于实验数据模拟构建的虚拟系统，本发明对此不做限定。

其中，电网仿真系统是实验平台的基础，仿真系统程序基于清华大学电机系“TH-STBLT机电暂态仿真软件”开发，软件实现了六阶发电机模型、多种励磁器模型、调速器模型、SVC(Switching Virtual Circuit，交换虚拟电路)模型，积分算法采用了隐式积分法，同时使用分层子结构网络并行算法、可协调处理网络中的空间关联和序网关联，合理引入协调系统并行计算机制；改善全局判敛策略降低通信损耗，识别局部优先收敛消除冗余计算；采用不完全电气量更新和基于故障的序网处理等策略优化计算。

为了电力系统实时仿真平台能正常运行，电网仿真系统应该具有高度的准确性和稳定性和严格的超实时能力。仿真系统通过硬件接口，能过外对输出电力系统的各种状态量，例如电压电流相量，同时仿真系统也能够接收控制系统发出的控制命令，以便在此基础上实现基于广域测量信息的各种高级应用。

电力系统实时仿真平台中电网仿真系统的数据一部分通过通信主机传输至主站系统，图3为本发明提供的通信主机工作原理示意图，如图3所示，通信主机通过数据接受函数data_receiver()接受并解析通信板卡所发送的第二仿真数据，并将解析出来的第二仿真数据通过数据写入函数data_writer()写入通信主机内存中，然后通信主机建立多个线程，使用数据发送函数Sender()将第二仿真数据发送到主站系统。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述PMU测量系统包括：数模转换器、放大器和至少一个同步相量测量单元；

所述通信接口用于确定所述第一仿真数据，将所述第一仿真数据传输至所述数模转换器；其中，所述第一仿真数据为所述目标电网仿真模型中目标节点和/或目标支路对应的仿真数据；

所述数模转换器将所述第一仿真数据转换为模拟量，并将所述模拟量通过放大器放大后传输至所述同步相量测量单元；

所述同步相量测量单元基于所述模拟量确定第一仿真数据数字量，并将所述第一仿真数据数字量传输至所述主站系统。

具体的，如图2所示，PMU测量系统130包括：数模转换器203、放大器204和至少一个同步相量测量单元205。PMU测量系统130是从电网仿真系统110到主站系统140的物理通道，也是实验平台实现对PMU测量误差研究和通信研究的重要基础。

在进行目标电网仿真模型的仿真时，可以在目标电网模型中选取一定的目标节点和/或目标支路。将目标节点和/或目标支路对应的仿真数据作为第一仿真数据。同步相量测量单元205用于测量目标节点和/或目标支路对应的模拟量。

需要说明的是，在实际应用过程中，目标目标节点和/或目标支路的数量和类型可根据需求进行调整，对应的，同步相量测量单元205的数量和选取的目标节点和/或目标支路的相符，本发明对此不做限定。

通信接口201用于将所有的仿真数据分为两路，分别确定第一仿真数据和第二仿真数据，将确定的第一仿真数据传输至数模转换器203，数模转换器203将第一仿真数据转换为模拟量，并将模拟量通过放大器204(如：高精度功率放大器204)放大后传输至同步相量测量单元205(例如：利用高精度功率放大器204放大电压互感器和电流互感器二次侧的电气量)；

其中，通信系统主要是各个不同设备、软硬件的信息和数据传递。仿真系统实际上是一个软件平台，为了完成与外界的交互，需要调用其他硬件设备进行通信，通信接口中设置有特别设计的高速同步通信卡(DSP通信卡)，作为仿真系统的硬件接口来处理仿真系统实时通信，将仿真的实时数据发送出去。

图4为本发明提供的高速同步通信卡工作原理示意图，如图4所示，DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理)处理器内的两块RAM存储器分别作为发送电网仿真数据缓冲内存区和接受返回数据缓冲内存区，两块内存去均采用队列式的工作方式，即先进入内存的数据也将会被先送出内存区。

电网仿真数据区由仿真系统写入数据，通信板卡(即高速同步通信卡)读取数据并且将数据发送出去。返回数据区由通信板卡写入接收到的数据，由仿真系统经过PCI-E总线读取。两个内存的数据流动都是单向的，共同构成仿真系统的上下行通信，但是两个数据的原理不一样。

当通信板卡启动后，DSP处理器开始运行，首先从仿真数据区中读取配置文件，如数据包大小，步长等。完成配置后，进入仿真状态，启动硬件定时器，开始发送和接受数据。DSP处理器将仿真数据区的数据按照配置写入以太网控制器，DSP处理器统一控制3个光纤收发器同步发送数据。而当光纤收发器收到外部发送给通信板卡的数据时随即转发给以太网控制器，以太网控制器随即以硬件中断的方式通知DSP处理器，DSP处理器再将数据写入返回数据缓冲区，由仿真系统读取。

通信主机将收到通信板卡发送的数据将其解析出来，得到各个节点的电压电流相量数据，根据需要将数据封装成多个PMU数据格式的数据包，写上不一样的IP地址以TCP/IP协议同时发送出去，在上级的控制中心看来，这些数据就相当于从不同的节点或者PDC发送上路的。

通过这个方式从而模拟许多厂站的PMU装置或者PDC和主站进行通信的过程的，数据发送的频率是100Hz。这里用到了linux下两个开源软件包libpcap和libnet实现对通信板块数据的接受和对IP地址的修改和封装和发送。

仿真数据是采用硬件定时器同步的方法上传的，仿真步长为10ms，而控制中心的控制命令是采用事件驱动的原理返回给电力仿真系统，在大部分考虑通信的电力系统广域稳定控制和继电保护相关问题中，通信系统对电力系统处于监视状态，无紧急事件时并不进入控制状态，因此数据交互仅限于电力数据上传，控制命令更适宜采用事件驱动的方式，也更符合实际情况。

除此之外，在实际应用时，通信接口除了使用特殊设计的高速通行卡之外，还可以使用其他具有高速通行功能的硬件代替，具体的硬件设计可根据实际需求进行调整，本发明对此不做限定。

基于模拟量利用同步相量测量单元205测量模拟电网中放大后的模拟量(如：放大后的电压互感器和电流互感器二次侧的测量值)，确定电网的信息(即第一仿真数据数字量)，并将第一仿真数据数字量传输至主站系统140。

进而主站系统140可以实时得到电网的电压和电流相量值并且计算得到其他状态量，从而完成各种高级应用和服务。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，体现信息通信技术对电力系统的影响，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点，能够基于获取的仿真数据完成基于PMU的电力系统状态估计，获得准确的实时潮流。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述PMU测量系统还包括：GPS与授时单元和GPS卫星；

所述同步相量测量单元用于根据所述GPS与授时单元和所述GPS卫星，确定与所述PMU测量系统中其他所述同步相量测量单元在同一时刻基于所述模拟量确定第一仿真数据数字量。

具体的，PMU测量系统130还包括：GPS(全球定位系统)与授时单元和GPS卫星207。GPS与授时单元206和GPS卫星207用于给PMU测量系统130中的同步相量测量单元205校正时间。

PMU测量系统130中包括至少一个同步相量测量单元205，当出现多个同步相量测量单元205时，根据GPS与授时单元206和GPS卫星207，能够保证系统中所有的同步相量测量单元205均能够在同一时刻基于模拟量确定第一仿真数据数字量。

需要说明的是，利用GPS与授时单元206和GPS卫星207进行授时的方法可选择现有技术中常用的授时方法。除此之外，还可以利用北斗授时模块和北斗卫星替代GPS与授时单元206和GPS卫星207。其具体使用的授时方法可根据实际情况进行调整，本发明对此不做限定。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过GPS与授时单元和GPS卫星，保证系统中所有的同步相量测量单元均能够在同一时刻基于模拟量确定第一仿真数据数字量，保证系统的实时性，利用PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述通信接口用于确定所述第二仿真数据，将所述第二仿真数据所述通信主机传输至所述主站系统；

其中，所述第二仿真数据为所述目标电网仿真模型中除了目标节点和目标支路外，其他节点和/或支路对应的仿真数据。

具体的，在进行目标电网仿真模型的仿真时，可以在目标电网模型中选取一定的目标节点和/或目标支路。将目标节点和/或目标支路对应的仿真数据作为第一仿真数据。目标电网仿真模型中除了目标节点和目标支路外，其他节点和/或支路对应的仿真数据为第二仿真数据。

通信接口201用于将所有的仿真数据分为两路，分别确定第一仿真数据和第二仿真数据，将确定的第二仿真数据传输至通信主机202，通信主机202模拟多个站点与主站系统140进行通信，并且将第二仿真数据封装成PMU的标准数据包直接发送主站系统140。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：电网控制系统；

所述电网控制系统用于接收所述主站系统发送的控制命令，基于所述控制命令生成电网控制指令，并将所述电网控制指令传输至所述电网仿真系统。

具体的，电力系统实时仿真平台还包括：电网控制系统。

电网控制系统目的在于仿真PMU数据分析后实时对电网实现广域控制的过程，电网控制系统连接主站系统140，接收主站系统140发送的控制命令，基于控制命令生成电网控制指令，并将电网控制指令传输至电网仿真系统110，实现对电网的广域控制。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，以及数据的实时交换，模拟了PMU的测量和通信过程以及广域系统的保护控制，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述电网控制系统包括：模数转换器和所述广域阻尼控制器；

所述广域阻尼控制器用于接收所述主站系统发送的控制命令，确定所述控制指令对应的广域阻尼控制器参数，并将所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述广域阻尼控制器参数转换为参数数字量，将所述参数数字量传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述参数数字量传输至所述电网仿真系统。

具体的，电网控制系统包括：模数转换器208和广域阻尼控制器209。

广域阻尼控制器209用于接收主站系统140发送的控制命令，确定控制指令对应的广域阻尼控制器209参数，并将广域阻尼控制器209参数传输至模数转换器208。模数转换器208用于将广域阻尼控制器209参数转换为参数数字量，将参数数字量传输至通信接口201。

通信接口201用于将参数数字量传输至电网仿真系统110，通过参数的变化，实现对电网阻尼的控制，调整目标电网仿真模型的运行规律。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，根据电网控制系统中模数转换器和广域阻尼控制器，通过参数的变化，实现目标电网仿真模型运行规律的调整，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述电网控制系统还包括：执行单元；

所述广域阻尼控制器用于接收所述主站系统发送的控制命令，确定所述控制指令对应的广域阻尼控制器参数，并将所述广域阻尼控制器参数传输至所述执行单元；

所述执行单元用于基于所述广域阻尼控制器参数确定所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数，并将所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述目标电网模型中各节点对应的所述广域阻尼控制器参数传输至所述模数转换器转换为各节点对应的参数数字量，将所述各节点对应的参数数字量传输至所述通信接口；

所述通信接口用于将所述各节点对应的参数数字量传输至所述电网仿真系统。

具体的，电网控制系统还包括：执行单元210。

广域阻尼控制器209用于接收主站系统140发送的控制命令，确定控制指令对应的广域阻尼控制器209参数，并将广域阻尼控制器209参数传输至执行单元210。

执行单元210用于在接收到广域阻尼控制器209参数之后，基于广域阻尼控制器209参数确定目标电网模型中各节点对应的广域阻尼控制器209参数，并将目标电网模型中各节点对应的广域阻尼控制器209参数传输至模数转换器208。

模数转换器208用于将目标电网模型中各节点对应的广域阻尼控制器209参数传输至模数转换器208转换为各节点对应的参数数字量，将各节点对应的参数数字量传输至通信接口201。

通信接口201用于将各节点对应的参数数字量传输至电网仿真系统110，通过对目标电网仿真模型中各节点阻尼参数的变化调节，实现对电网阻尼的控制，调整目标电网仿真模型的运行规律。

在硬件设计方面，可以选择CSD365B广域阻尼控制装置和CSS-200/5C分布式实时控制执行单元和AD转换器组成。其中CSD365B是子站控制装置，通过以太网接收控制主站的控制命令，实现控制命令在主站和子站之间的无缝切换，并且将控制命令输出到分布式实时控制执行单元CSS-200/5C。

除此之外，在实际应用时，还可以选择其他有相同功能的模块，具体的硬件设计可根据实际需求进行调整，本发明对此不做限定。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，根据电网控制系统中模数转换器和广域阻尼控制器，通过对目标电网仿真模型中各节点阻尼参数的变化，实现目标电网仿真模型运行规律的调整，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，所述主站系统包括：WEMS中心站；

所述WEMS中心站用于实时接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并整合所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，确定所述目标电网的目标仿真数据。

具体的，主站系统140包括：WEMS(Wide Area Measurement System，广域测量系统)中心站。

WEMS中心站211用于实时接收通信主机202和PMU测量系统130传输的数据，并对其断面，整合通信主机202和PMU测量系统130传输的两种不同类别的数据，确定目标电网的目标仿真数据。

可以理解的是，主站系统140还可以设置交换机214增加网络接口。

在电力系统实时仿真平台中，主站系统是控制和应用中心，主站系统的硬件主要由服务器和工作站组成。服务器中新站运行数据库和通信接口，客户机搭载各种应用，也可以搭载服务器上。主站系统可以基于北京四方继保自动化股份有限公司的CSGC3000(电网继电保护及故障信息主站系统)通用软件平台开发。

图5为本发明提供的主站系统架构示意图，WAMS中心站基于CSGC3000通用软件平台上开发，主要架构如图5所示：以实时数据库为核心，通信系统负责与PMU系统连接，将数据送到实时数据库，实时数据库将会实时更新，过期的数据将会被推入历史数据库，以文件的形式放入磁盘阵列。高级应用服务系统主要包含为人机交互界面和功能模块，主要包括实时显示、历史数据查看等界面，功能模块则是利用WAMS中心站大量的实时数据和历史数据开发的电力系统高级应用。目前电力系统实时仿真平台除了基本的监控和数据采集功能以外，还实现了广域阻尼控制系统和基于PMU测量数据的状态估计算法和动态潮流两个高级应用，主要平台采用Qt开发实现。

WAMS中心站的通信在实验平台上主要有两部分体现，第一个是实际PMU与主站系统的通信道路，但是由于一边来讲PMU数量受限，将电网仿真的所以状态量都经过PMU实际测量不现实，且没有必要，因此除了少数状态量通过实际PMU测量以外，大部分状态量将以模拟PMU的形式根据标准PMU通信归约的TCP/IP协议送往主站系统。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，通过WAMS中心站实现仿真数据信息的统一存储和管理，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：网络仿真仪；

所述网络仿真仪用于接收所述通信主机和所述PMU测量系统传输的数据，并模拟损伤网络环境，将所述数据传输至所述主站系统。

具体的，电力系统实时仿真平台，还包括：网络仿真仪212。

网络仿真仪212用于接收通信主机202和PMU测量系统130传输的数据，并模拟损伤网络环境(即不同子站的数据进行延时或者损伤丢包等)，将数据传输至主站系统140。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，通过网络仿真仪模拟实际将数据传输至WAMS中心站的过程中，由于通信中长距离多层通信出现的延迟丢包现象，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

可选的，根据本发明提供的电力系统实时仿真平台，还包括：目标网络监控系统；

所述目标网络监控系统用于对待仿真的目标电网进行实时监控，得到所述目标电网的实时监控数据集，并将所述目标电网的实时监控数据集传输至所述电网仿真系统；

所述电网仿真系统用于基于所述目标电网的实时监控数据集构建所述目标电网仿真模型。

具体的，电力系统实时仿真平台还包括：目标网络监控系统。

电网仿真系统110中目标电网仿真模型可以是基于现实中存在的电力系统构建的，也可以是基于实验数据模拟构建的虚拟系统。

在确定目标电网是现实中存在的电力系统时。目标网络监控系统用于对待仿真的目标电网进行实时监控，得到目标电网的实时监控数据集，并将目标电网的实时监控数据集传输至电网仿真系统110。

电网仿真系统110在接收到目标电网的实时监控数据集之后，基于目标电网的实时监控数据集构建目标电网仿真模型。

本发明提供的电力系统实时仿真平台，通过目标网络监控系统实时监测现实中存在的电力系统的数据，组成实时监控数据集，基于该数据集建立目标电网仿真模型，实现对显现实在的电力系统的模拟仿真，能够通过仿真模型进行故障模拟，实时监控。通过通信接口将目标电网仿真模型的仿真数据分为两路，一路通过通信主机直接以数字信号的方式传输至主站系统，一路通过PMU测量系统将数字信号转为采集的模拟信号传输至主站系统。主站系统基于两路的数据信号，确定目标电网的目标仿真数据。通过PMU测量系统对仿真数据转换为模拟量进行检测，再现了PMU装置的测量过程，使数字系统和模拟系统混合，通信系统和电力系统混合，能够模拟真实电力系统中对于节点或支路数据信号(电压、电流等)的采集，更加准确和真实的实现电力系统的实时仿真，能够有效地再现实际电力系统运行的特点。

需要说明的是，以上描述中所有涉及于具体硬件结构的设计和选型的介绍，作为具体的实例对本发明进行辅助性解释说明，除上述介绍的设计之外，还可以在实际应用过程中进行适应性的调整，本发明对此不作限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。