一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置及其方法
【專利摘要】一種用于電力和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置及其方法，包括信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置和電力系統(tǒng)仿真同步裝置，本發(fā)明采用了“對等式”同步系統(tǒng)架構(gòu)，信息通信仿真器和電力系統(tǒng)仿真器均可靈活主動發(fā)送數(shù)據(jù)。在兩側(cè)均設(shè)置了一個事件隊列，用于轉(zhuǎn)發(fā)帶時間戳的數(shù)據(jù)、事件開始時間，同時也作為“同步時間軸”，在傳輸數(shù)據(jù)的同時，使兩個仿真平臺保持時間同步。仿真過程中，兩個仿真器均參照自己側(cè)的“同步時間軸”并行推進(jìn)各自的仿真任務(wù)，等雙方速度不匹配時，通過掛起自身實現(xiàn)相互等待。
【專利說明】
一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù) 據(jù)交換的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真，特別是涉及一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿 真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，先進(jìn)的信息通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。信 息通信系統(tǒng)和物理電力系統(tǒng)相互耦合，形成了信息電力耦合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信息電力耦合網(wǎng)絡(luò) 是一個連續(xù)動態(tài)和離散時間耦合的混成系統(tǒng)。其中，電力系統(tǒng)是一個連續(xù)系統(tǒng)，信息與通信 系統(tǒng)是一個離散事件系統(tǒng)。目前，在對信息電力耦合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真時，通常將電力連續(xù)系統(tǒng) 和信息離散事件系統(tǒng)的動態(tài)仿真結(jié)合起來，即將電力系統(tǒng)仿真平臺和信息通信系統(tǒng)仿真平 臺協(xié)同運作，以實現(xiàn)連續(xù)和離散事件動態(tài)過程獨立仿真和信息交互的功能。此聯(lián)合仿真方 案中，兩個系統(tǒng)的建模工作仍采用其各自的仿真軟件完成，通過時間同步方法使兩個仿真 軟件能夠運行于同一時間域，這是當(dāng)前電力和信息通信耦合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真技術(shù)的主要研究 方向。顯然，通過成熟的電力系統(tǒng)仿真平臺和信息通信系統(tǒng)仿真平臺的元件庫和已有的計 算方法，最大程度保持系統(tǒng)的全面性和準(zhǔn)確性。但是2個仿真平臺間的軟件接口、數(shù)據(jù)交換 和仿真時間同步等問題將是這類解決方案的重點研究內(nèi)容。
[0003] 現(xiàn)有的時間同步策略存在以下不足：
[0004]利用實時時間軸進(jìn)行同步:通常由于仿真方法、計算量、計算效率等的不同，電力 系統(tǒng)和通信仿真平臺之間很難實現(xiàn)時間邏輯的實時同步。另一方面，采用此同步策略難以 實現(xiàn)超實時仿真。可見，利用同實時時間同步的聯(lián)合仿真實現(xiàn)較為困難，應(yīng)用場合有限。
[0005] 利用同一事件軸進(jìn)行同步:在這種同步方法中，信息通信仿真平臺與電力仿真平 臺實際也是交替執(zhí)行，不需要2個平臺的仿真時間精確一致。但是，這種方式下電力系統(tǒng)仿 真的步長較難選擇，較大的仿真步長會導(dǎo)致降低仿真精度，即電力系統(tǒng)仿真平臺的突發(fā)事 件可能無法得到信息通信仿真平臺的及時響應(yīng);較小的仿真步長會降低仿真效率，因此仿 真的靈活度較差。此外，這種同步方式需要設(shè)立共同的事件隊列，實現(xiàn)上也較復(fù)雜。
[0006] 在固定時間點進(jìn)行同步:這種同步策略非常直觀，也很容易實現(xiàn)，可在所有數(shù)據(jù)同 步事件的發(fā)生時間都已知的情況下，獲得準(zhǔn)確的聯(lián)合仿真結(jié)果。但是在實際系統(tǒng)未進(jìn)行仿 真之前，數(shù)據(jù)同步事件的發(fā)生時間難以預(yù)測。在仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步點和實際情況相差很 大時，聯(lián)合仿真結(jié)果的精確性和可信度難以保證，更有可能造成無法繼續(xù)仿真的情況。
[0007] 以交替運行方式進(jìn)行同步:此種方式忽略了電氣系統(tǒng)動態(tài)變化觸發(fā)的信息交換需 求，以通信事件同步為主導(dǎo)的聯(lián)合仿真的準(zhǔn)確性還需要進(jìn)一步改進(jìn)。同時，交替仿真過程使 得聯(lián)合仿真計算效率較低。
[0008] 主從方式缺點：這種方式存在著兩個潛在的不足:一是從平臺無法主動向主平臺 推送信息，只能被動接受控制；二是主從平臺無法并行運行，即只可以采用交替運行同步方 式，步進(jìn)式完成兩個平臺間數(shù)據(jù)交換。
[0009] 獨立方式缺點：同時，獨立的交互組件也為控制邏輯提供了統(tǒng)一的接口。這種架構(gòu) 方式的另一個優(yōu)點就是可以進(jìn)行分布式或并行計算。相應(yīng)的，額外增加的獨立數(shù)據(jù)交互和 控制單元也增加了系統(tǒng)構(gòu)建和程序設(shè)計的復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了"對等式"時間同步系統(tǒng)架構(gòu)，使雙方均可靈 活主動發(fā)送數(shù)據(jù)，解決了兩個仿真平臺（仿真器)間的時間和數(shù)據(jù)交換不能同步的問題。
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與 數(shù)據(jù)交換的同步效率高、同步精度高、可保證聯(lián)合仿真結(jié)果精確度的裝置及其方法。
[0012] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于電力系統(tǒng)和信息通信 系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，包括信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置和電力系統(tǒng) 仿真同步裝置，其特征在于:所述信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置包括通信代理模塊、同步數(shù)據(jù) 隊列模塊、數(shù)據(jù)接收代理模塊，所述電力系統(tǒng)仿真同步裝置包括通信代理模塊、同步事件隊 列豐吳塊；
[0013] 兩個同步裝置之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，其中，在信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中， 數(shù)據(jù)從通信代理模塊傳輸至同步數(shù)據(jù)隊列模塊再傳輸至數(shù)據(jù)接收代理模塊，然后傳輸至信 息通信仿真器，信息通信仿真器與信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置的通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù) 據(jù)雙向通信；
[0014] 在電力系統(tǒng)仿真同步裝置中，數(shù)據(jù)從電力系統(tǒng)仿真器傳輸至電力系統(tǒng)仿真同步裝 置的通信代理模塊，通信代理模塊與同步事件隊列模塊之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通信，同步事件 隊列模塊再向電力系統(tǒng)仿真器傳輸數(shù)據(jù)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述通信代理模塊負(fù)責(zé)完成雙向通信任務(wù)；
[0016] 所述同步數(shù)據(jù)隊列模塊按時間戳的時間順序存放電力系統(tǒng)仿真器發(fā)送來的數(shù)據(jù)；
[0017] 所述數(shù)據(jù)接收代理模塊在信息通信仿真器事件隊列中產(chǎn)生周期性的"數(shù)據(jù)采集事 件"數(shù)據(jù)；
[0018] 所述同步事件隊列模塊按時間戳的時間順序存放信息通信仿真器發(fā)送來的數(shù)據(jù) 和同步事件。
[0019] 進(jìn)一步地，所述通信代理模塊通過TCP/IP、通信中間件或共享內(nèi)存等方式實現(xiàn)雙 向?qū)崟r通信。
[0020] 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)接收代理模塊將數(shù)據(jù)傳輸給信息通信仿真器的設(shè)備對象，如 果信息通信仿真器執(zhí)行到"數(shù)據(jù)采集事件"而同步數(shù)據(jù)隊列中沒有數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)接收代理則 掛起自身，從而暫停信息通信仿真器，通過等待電力系統(tǒng)仿真器發(fā)送數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。
[0021] 進(jìn)一步地，電力系統(tǒng)仿真器在每步開始時讀取所述同步事件隊列模塊的數(shù)據(jù)，如 果"同步事件隊列"數(shù)據(jù)為空，電力系統(tǒng)仿真器則掛起自身，通過等待信息通信仿真器的發(fā) 送數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。
[0022] -種時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，用于電力和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步 與數(shù)據(jù)交換的方法，包括以下步驟：
[0023]步驟一：電力系統(tǒng)仿真器計算出仿真數(shù)據(jù)，傳遞給本地電力系統(tǒng)仿真同步裝置中 的"通信代理"，兩個同步裝置之間的通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0024]步驟二:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將收到的仿真數(shù)據(jù)傳送至同 步數(shù)據(jù)隊列模塊，數(shù)據(jù)帶有邏輯時間戳，代表電力系統(tǒng)仿真器模塊運行的當(dāng)前邏輯時間； [0025]步驟三:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中同步數(shù)據(jù)隊列模塊向數(shù)據(jù)接收代理模塊傳 輸數(shù)據(jù)，信息通信仿真器執(zhí)行"數(shù)據(jù)采集事件"，訪問同步數(shù)據(jù)隊列模塊，取出對應(yīng)時間戳的 數(shù)據(jù)，傳遞給信息通信仿真器模塊內(nèi)部的設(shè)備對象；
[0026] 步驟四：信息通信仿真器將數(shù)據(jù)加上時間戳發(fā)送至本地信息通信系統(tǒng)仿真同步裝 置中的通信代理模塊，同時信息通信仿真器模塊獲取同步事件隊列模塊的空閑長度信息；
[0027] 步驟五:兩個同步裝置的通信代理模塊完成同步事件、空閑長度信息的交換；
[0028] 步驟六:在電力系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將同步事件數(shù)據(jù)傳輸至同步事 件隊列模塊，并獲得同步事件隊列模塊的空閑長度信息；
[0029] 步驟七:電力仿真器每執(zhí)行一個步長，便讀取一次同步事件隊列模塊，如果讀取到 同步事件則向下進(jìn)行，如果沒有讀取到同步事件，貝IJ掛起自身，直到新的同步事件到達(dá)。
[0030] 進(jìn)一步地，在步驟三中，信息通信仿真器在第一次觸發(fā)"數(shù)據(jù)采集事件"時，同步自 己的邏輯時鐘。
[0031] 進(jìn)一步地，在步驟四中，信息通信仿真器在每次執(zhí)行新的事件處理程序時，將新的 事件開始時間作為同步事件發(fā)送給本地的通信代理模塊；
[0032] 如果信息通信仿真器獲取空閑長度信息時發(fā)現(xiàn)同步事件隊列滿，則信息通信仿真 器掛起自己。
[0033] 進(jìn)一步地，在步驟七中，如果電力仿真器讀取的是同步事件數(shù)據(jù)，并且時間戳晚于 自己當(dāng)前的邏輯時間，說明電力系統(tǒng)仿真器邏輯時間滯后，則執(zhí)行下一步長，如果讀取的是 時間戳數(shù)據(jù)則通過計算需執(zhí)行的步數(shù)，執(zhí)行完計算出的步數(shù)，用此時間戳數(shù)據(jù)修改當(dāng)前步 驟的仿真數(shù)據(jù)初始值，接著向下執(zhí)行。
[0034]進(jìn)一步地，所述計算公式為
[0036] 其中，Round表示:計算出的需執(zhí)行的仿真步數(shù)，Now表示電力系統(tǒng)仿真器當(dāng)前的邏 輯時間，StepTime表示電力系統(tǒng)仿真器每步時長。
[0037] 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0038] 本發(fā)明的技術(shù)方案采用了"對等式"時間同步系統(tǒng)架構(gòu)，使兩方系統(tǒng)均可靈活主動 發(fā)送數(shù)據(jù)，并且該同步系統(tǒng)易編程實現(xiàn)。
[0039] 本發(fā)明技術(shù)方案同步效率高、同步精度高，可保證聯(lián)合仿真結(jié)果的精確度。在兩側(cè) 仿真同步裝置內(nèi)均設(shè)置了一個事件隊列，即用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、事件開始時間，同時也作為"同 步時間軸"，在傳輸數(shù)據(jù)的同時，能夠精確地完成兩個仿真器間的時間同步。
[0040] 本發(fā)明的兩個仿真器均參照自己側(cè)仿真同步裝置中的"同步時間軸"并行推進(jìn)各 自的仿真任務(wù)，等雙方速度不匹配時，通過掛起自身實現(xiàn)相互等待。提高了仿真效率。
【附圖說明】
[0041] 圖1為用于電力和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的結(jié)構(gòu)圖及具體實施例僅用以解釋本 發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043] 實施例1
[0044] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合 仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，包括信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置和電力系統(tǒng)仿真同步 裝置，所述信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置包括通信代理模塊、同步數(shù)據(jù)隊列模塊、數(shù)據(jù)接收代 理模塊，所述電力系統(tǒng)仿真同步裝置包括通信代理模塊、同步事件隊列模塊。
[0045] 兩個裝置之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，其中，在信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中，數(shù)據(jù) 從通信代理模塊傳輸至同步數(shù)據(jù)隊列模塊再傳輸至數(shù)據(jù)接收代理模塊，然后傳輸至信息通 信仿真器，信息通信仿真器與通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信;在電力系統(tǒng)仿真同步 裝置中，數(shù)據(jù)從電力系統(tǒng)仿真器傳輸至通信代理模塊，通信代理模塊與同步事件隊列模塊 之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通信，同步事件隊列模塊再向電力系統(tǒng)仿真器傳輸數(shù)據(jù)。
[0046]其中，通信代理模塊:是一個獨立的進(jìn)程或?qū)ｉT的線程，負(fù)責(zé)完成雙向通信任務(wù)， 因為兩個仿真器可能分別運行在兩個不同的計算機(jī)上，因此雙方的"通信代理"模塊可通過 TCP/IP、通信中間件或共享內(nèi)存等方式實現(xiàn)雙向?qū)崟r通信。
[0047]同步數(shù)據(jù)隊列模塊:是一個"先進(jìn)先出（FIFO)"隊列，用于按時間戳的時間順序存 放電力系統(tǒng)仿真器發(fā)送來的仿真數(shù)據(jù)，由通信代理模塊在其尾部插入數(shù)據(jù)，由"數(shù)據(jù)接收代 理"模塊讀取。
[0048]數(shù)據(jù)接收代理模塊:是一個可以訪問信息通信仿真器事件隊列的獨立功能模塊， 負(fù)責(zé)按照信息通信仿真器對電力系統(tǒng)仿真器仿真數(shù)據(jù)的周期性需求，在信息通信仿真器事 件隊列中產(chǎn)生周期的"數(shù)據(jù)采集事件"。信息通信仿真器每次執(zhí)行到此"數(shù)據(jù)采集事件"，數(shù) 據(jù)接收代理模塊取出同步數(shù)據(jù)隊列模塊中的數(shù)據(jù)傳遞給信息通信仿真器模塊中的設(shè)備對 象，完成電力系統(tǒng)仿真器的數(shù)據(jù)到信息通信仿真器的傳遞。
[0049] 如果執(zhí)行到此"數(shù)據(jù)采集事件"而同步數(shù)據(jù)隊列中沒有仿真數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收代理模 塊則掛起自身，暫停信息通信仿真器，即通過等待電力系統(tǒng)仿真器的數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。
[0050] 同步事件隊列模塊:是一個"先進(jìn)先出（FIFO)"隊列，用于按時間戳的時間順序存 放信息通信仿真器發(fā)送來的數(shù)據(jù)和同步事件，由通信代理模塊在其尾部插入數(shù)據(jù)，由電力 系統(tǒng)仿真器在每步開始時讀取，如果讀取的同步事件隊列模塊數(shù)據(jù)為空，電力系統(tǒng)仿真器 則掛起自身，通過等待信息通信仿真器的數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。
[0051 ] 實施例2
[0052]聯(lián)合仿真啟動前，在聯(lián)合仿真場景配置環(huán)節(jié)中，兩個仿真器均可獲知信息通信仿 真器對電力系統(tǒng)仿真器的數(shù)據(jù)需求，即數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)的更新周期。依據(jù)此需求信息，電力 系統(tǒng)仿真器可確定自己的每步時間長度(StepTime)，從而可以提供滿足時間間隔要求的仿 真數(shù)據(jù);而"數(shù)據(jù)接收代理"可在信息通信仿真器的事件隊列中初始化對應(yīng)時間間隔的"數(shù) 據(jù)采樣事件"。同樣，兩個仿真器均可獲知，信息通信仿真器向電力系統(tǒng)仿真器傳遞的數(shù)據(jù) 種類(如控制指令），但傳送的時間是隨機(jī)的。
[0053]本發(fā)明涉及一種用于電力和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的方 法，包括以下步驟：
[0054]步驟一：電力系統(tǒng)仿真器計算出仿真數(shù)據(jù)，傳遞給本地的"通信代理"，兩個系統(tǒng)之 間的通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0055]步驟二:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將收到的仿真數(shù)據(jù)傳送至同 步數(shù)據(jù)隊列模塊，數(shù)據(jù)帶有邏輯時間戳，代表電力系統(tǒng)仿真器運行的當(dāng)前邏輯時間；
[0056]步驟三:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中同步數(shù)據(jù)隊列模塊向數(shù)據(jù)接收代理模塊傳 輸數(shù)據(jù)，信息通信仿真器執(zhí)行"數(shù)據(jù)采集事件"，訪問同步數(shù)據(jù)隊列模塊，取出對應(yīng)時間戳的 數(shù)據(jù)，傳遞給信息通信仿真器內(nèi)部的設(shè)備對象；
[0057]步驟四：信息通信仿真器將數(shù)據(jù)加上時間戳發(fā)送至本地信息通信系統(tǒng)仿真同步裝 置中的通信代理模塊，同時信息通信仿真器模塊獲取同步事件隊列模塊的空閑長度信息； [0058]步驟五:兩個仿真同步裝置的通信代理模塊完成同步事件、空閑長度信息的交換；
[0059] 步驟六:在電力系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將同步事件數(shù)據(jù)傳輸至同步事 件隊列模塊，并獲得同步事件隊列模塊的空閑長度信息；
[0060] 步驟七:電力仿真器每執(zhí)行一個步長，便讀取一次同步事件隊列模塊，如果讀取到 數(shù)據(jù)則向下執(zhí)行，如果沒有讀取到同步事件，則掛起自身，直到新的同步事件到達(dá)。
[0061] 具體地，如圖1中①、②步，電力系統(tǒng)仿真器計算出仿真數(shù)據(jù)，并傳遞給本地的"通 信代理"。
[0062]③步:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置的"通信代理"將收到的仿真數(shù)據(jù)傳送至"同步 數(shù)據(jù)隊列"，數(shù)據(jù)帶有邏輯時間戳，代表電力系統(tǒng)仿真器運行的當(dāng)前邏輯時間。
[0063]④、⑤步:信息通信仿真器執(zhí)行到"數(shù)據(jù)采集事件"，訪問"同步數(shù)據(jù)隊列"，取出對 應(yīng)時間戳的數(shù)據(jù)，傳遞給信息通信仿真器內(nèi)部的設(shè)備對象。注:信息通信仿真器在第一次觸 發(fā)"數(shù)據(jù)采集事件"時，同步自己的邏輯時鐘。
[0064]⑥步:信息通信仿真器的在每次執(zhí)行新的事件處理程序時，首先將新的事件開始 時間（注:晚于上次的同步事件的Timestamp)作為同步事件〈Timestamp，Event>發(fā)送給本地 的"通信代理"；如果在事件的處理過程中，產(chǎn)生需交互的數(shù)據(jù)(如:控制指令），同樣將該數(shù) 據(jù)加上時間戳〈Timestamp，Data>，并發(fā)送給本地的"通信代理"模塊。
[0065] ⑦步:信息通信仿真器在發(fā)送同步事件給本地"通信代理"的同時，獲取"同步事件 隊列"的空閑長度信息，如果"同步事件隊列"滿，則信息通信仿真器掛起自己。此時說明，信 息通信仿真器執(zhí)行超前于電力系統(tǒng)仿真器，需要等待電力系統(tǒng)仿真器執(zhí)行，以實現(xiàn)同步。
[0066] ⑧步:兩個"通信代理"完成同步事件、"同步事件隊列"的空閑長度信息的交換。 [0067]⑨步："通信代理"將同步事件插入"同步事件隊列"，并獲取"同步事件隊列"的空 閑長度信息。
[0068]⑩步：電力系統(tǒng)仿真器每執(zhí)行一個步長，便讀取"同步事件隊列"，如果讀取的是〈 Timestamp，Event>，并且Timestamp晚于自己當(dāng)前的邏輯時間，說明自己滯后，便執(zhí)行下一 步長;如果讀取的是〈Timestamp，Data〉，則通過公式計算需執(zhí)行的步數(shù)，執(zhí)行完Round步，用 Data修改當(dāng)前步驟的初始值，接著向下執(zhí)行;如果沒有讀取到同步事件，說明信息通信仿真 器滯后，則掛起自身，直到新的同步事件到達(dá)。
[0069] 計算公式為
[0070]其中，Now代表電力系統(tǒng)仿真器當(dāng)前的邏輯時間，StepTime代表電力系統(tǒng)仿真器每 步時長，Round代表計算出的需要執(zhí)行的仿真步數(shù)，結(jié)果向上取整。
[0071]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，包括信 息通信系統(tǒng)仿真同步裝置和電力系統(tǒng)仿真同步裝置，其特征在于:所述信息通信系統(tǒng)仿真 同步裝置包括通信代理模塊、同步數(shù)據(jù)隊列模塊、數(shù)據(jù)接收代理模塊，所述電力系統(tǒng)仿真同 步裝置包括通信代理模塊、同步事件隊列模塊； 兩個同步裝置之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，其中，在信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中，數(shù)據(jù) 從通信代理模塊傳輸至同步數(shù)據(jù)隊列模塊再傳輸至數(shù)據(jù)接收代理模塊，然后傳輸至信息通 信仿真器，信息通信仿真器與信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置的通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)雙 向通信； 在電力系統(tǒng)仿真同步裝置中，數(shù)據(jù)從電力系統(tǒng)仿真器傳輸至電力系統(tǒng)仿真同步裝置的 通信代理模塊，通信代理模塊與同步事件隊列模塊之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通信，同步事件隊列 模塊再向電力系統(tǒng)仿真器傳輸數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，其特征在于:所述通信代理模塊 負(fù)責(zé)完成雙向通?目任務(wù)； 所述同步數(shù)據(jù)隊列模塊按時間戳的時間順序存放電力系統(tǒng)仿真器發(fā)送來的數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)接收代理模塊在信息通信仿真器事件隊列中產(chǎn)生周期性的"數(shù)據(jù)采集事件" 數(shù)據(jù)； 所述同步事件隊列模塊按時間戳的時間順序存放信息通信仿真器發(fā)送來的數(shù)據(jù)和同 步事件。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，其特征在于:所述通信代理模塊 通過TCP/IP、通信中間件或共享內(nèi)存等方式實現(xiàn)雙向?qū)崟r通信。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接收代理 模塊以事件觸發(fā)的方式將數(shù)據(jù)傳輸給信息通信仿真器的設(shè)備對象，如果信息通信仿真器執(zhí) 行到"數(shù)據(jù)采集事件"而同步數(shù)據(jù)隊列中沒有數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)接收代理則掛起自身，從而暫停 信息通信仿真器，通過等待電力系統(tǒng)仿真器發(fā)送數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，其特征在于：電力系統(tǒng)仿真器在 每步開始時讀取所述同步事件隊列模塊的數(shù)據(jù)，如果"同步事件隊列"數(shù)據(jù)為空，電力系統(tǒng) 仿真器則掛起自身，通過等待信息通信仿真器的發(fā)送數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。6. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間同步與數(shù)據(jù)交換的裝置，用于電力系統(tǒng)和信息通信 系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：電力系統(tǒng)仿真器計算出仿真數(shù)據(jù)，傳遞給本地的"通信代理"，兩個同步裝置之 間的通信代理模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 步驟二:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將收到的仿真數(shù)據(jù)傳送至同步數(shù) 據(jù)隊列模塊，數(shù)據(jù)帶有邏輯時間戳，代表電力系統(tǒng)仿真器運行的當(dāng)前邏輯時間； 步驟三:信息通信系統(tǒng)仿真同步裝置中同步數(shù)據(jù)隊列模塊向數(shù)據(jù)接收代理模塊傳輸數(shù) 據(jù)，信息通信仿真器執(zhí)行"數(shù)據(jù)采集事件"，訪問同步數(shù)據(jù)隊列模塊，取出對應(yīng)時間戳的數(shù) 據(jù)，傳遞給信息通信仿真器內(nèi)部的設(shè)備對象； 步驟四：信息通信仿真器將數(shù)據(jù)加上時間戳發(fā)送至本地的通信代理模塊，同時信息通 信仿真器獲取同步事件隊列模塊的空閑長度信息； 步驟五:兩個同步裝置的通信代理模塊完成同步事件、空閑長度信息的交換； 步驟六:在電力系統(tǒng)仿真同步裝置中通信代理模塊將同步事件數(shù)據(jù)傳輸至同步事件隊 列模塊，并獲得同步事件隊列模塊的空閑長度信息； 步驟七:電力系統(tǒng)仿真器每執(zhí)行一個步長，便讀取一次同步事件隊列模塊，如果讀取到 同步事件則向下進(jìn)行，如果沒有讀取到同步事件，貝IJ掛起自身，直到新的同步事件到達(dá)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6的用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的 方法，其特征在于，在步驟三中，信息通信仿真器在第一次觸發(fā)"數(shù)據(jù)采集事件"時，同步自 己的邏輯時鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求6的用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的 方法，其特征在于，在步驟四中，信息通信仿真器在每次執(zhí)行新的事件處理程序時，將新的 事件開始時間作為同步事件發(fā)送給本地的通信代理模塊； 如果信息通信仿真器獲取空閑長度信息時發(fā)現(xiàn)同步事件隊列滿，則信息通信仿真器掛 起自己。9. 根據(jù)權(quán)利要求6的用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換的 方法，其特征在于，在步驟七中，如果電力系統(tǒng)仿真器讀取的是同步事件數(shù)據(jù)，并且時間戳 晚于自己當(dāng)前的邏輯時間，說明電力系統(tǒng)仿真器滯后，則執(zhí)行下一步長，如果讀取的是時間 戳數(shù)據(jù)則通過計算需執(zhí)行的步數(shù)，執(zhí)行完計算出的步數(shù)，用此時間戳數(shù)據(jù)修改當(dāng)前步驟的 仿真數(shù)據(jù)初始值，接著向下執(zhí)行。10. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于電力系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)聯(lián)合仿真的時間同步與數(shù)據(jù)交換 的方法，其特征在于，所述計算公式為其中，Round表示:計算出的需執(zhí)行的仿真步數(shù)，Now表示電力系統(tǒng)仿真器當(dāng)前的邏輯時 間，StepTime表示電力系統(tǒng)仿真器每步時長。
【文檔編號】G06F17/50GK105930580SQ201610245049
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李玉凱, 林昌年, 王蘭香, 楊選懷, 徐正清, 魏文輝, 穆世霞, 韓佳兵, 張虹, 張巖, 王炎軍
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司