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1廣域保護系統結構

目前，關于廣域保護系統結構國內外學者提出不同的見解，一般可分為分布式、區域集中式、變電站集中式以及分層集中式。其中，在分布式廣域保護系統中，廣域保護算法內置于每個裝設在變電站內部的保護IED中，分布式廣域保護系統的廣域保護決策過程完全在單個保護IED中實現，這使得分布式廣域保護系統更適合于實現廣域繼電保護的功能。區域集中式廣域保護系統其功能包括實現傳統繼電保護功能、通過通信網絡與廣域保護決策中心設備交換信息等。變電站集中式廣域保護系統主要是利用收集到的信息實現廣域保護算法，并向站內相應保護IED發送控制命令。分層集中式廣域保護系統繼承了區域集中式和變電站集中式廣域保護系統的優勢，而且它既能夠與上層區域廣域保護決策中心設備通信又能夠與下層的保護IED通信，同時也能夠彌補變電站集中式存在的一些缺點。

2電力系統信息綜合傳輸調度算法研究

電力系統不同于其他系統的運行，尤其是順利實現其信息的綜合傳輸不可避免的需要解決諸多潛在的問題，尤其是信息業務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務的服務質量，同時也不可忽視各類非實時信息服務質量，這些非實時信息也是傳輸過程中重要的組成部分。實現基于IP技術和區分服務體系結構模型的網絡通信模式的關鍵技術包括隊列調度法，本文主要對隊列調度算法進行深入討論，使其在對電力系統信息綜合傳輸的服務質量問題進行解決時能夠發揮出關鍵的作用。WFQ算法的分組服務順序與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度算法，本文在WFQ算法基礎上提出了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先級信息業務分組的問題，進而提出了提出以基于IWF2Q+算法的區分服務體系結構模型實現電力系統信息綜合傳輸。

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度算法。在實際的信息業務傳輸過程中，分組到達各列隊頭部的時間會存在一定的微小差別，致使根據GPS模型得到的各隊列頭部分組服務順序也出現微小差別，從而也會影響到WF2Q+調度器先為高優先級隊列內分組提供服務，還是為低優先級隊列提供服務。觀察圖1我們可以發現，優先級較高的信息業務在電力系統分組傳輸過程中不能保證其實時性，關鍵在于優先級較高的信息業務分組到達時間較晚，從而使得優先級較低的信息業務“捷足先登”，到達時間稍快，影響了電力系統高優先級信息業務分組傳輸的實時性。

2.2改進的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述問題，為了保證電力系統信息綜合傳輸中高優先級信息業務分組的實時性，本文采用了PQ調度算法，并用PQ算法原理對WF2Q+算法進行改進，按照這種方式獲得的算法非常有可能將高優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，不得大于系統虛擬時間，并且越小的隊列中的分組越優先獲得調度器的服務，通過這種方式高優先級隊列中所轉發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發生故障時WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下IEEE14母線系統各變電站與控制中心站之間變換信息時4類信息業務分組的平均延時，結果如圖2所示。觀察圖2可知，WF2Q+算法與WFQ算法在保證信息業務實時性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推遲傳輸高優先級信息業務分組的問題可通過IWF2Q+算法解決，并且能夠減小高優先級信息業務分組延時，同時也會導致低優先級信息業務分組延時變大。其次仿真對比電網發生故障時PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下得到的系統中各變電站與控制中心站之間傳輸四類信息業務的平均服務速率，如圖3所示。該結果說明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的區分服務體系結構模型能夠較好地協調不同優先級信息業務獲得的服務效率，達到了各類信息業務傳輸的公平性，且性能相當。

4課題研究結論及展望

現代經濟和社會的發展使得電力系統的電網復雜程度增加,未來的電網不可避免的將是信息網與電力網構成的相互依存的復合網絡，廣域保護能夠避免傳統繼電保護和安全穩定控制存在問題，而先進的通信技術與信息技術的使用將有望提高電網的可靠性、安全性以及運行效率。基于互聯網協議的通信技術，將為實現廣域保護系統通信提供新的技術手段，為未來電網同一電力信息專用網絡平臺的構建奠定理論基礎。

作者：林鋼單位：佛山供電局