改進WRR算法的變電站高頻暫態信號捕獲仿真方法

深圳供電局有限公司 張新慈

北京科東電力控制系統有限責任公司 焦 濤 萬志遠

加權循環所有業務隊列服務簡稱為WRR算法，能夠將優先執行權首先分配給享有較高優先級能力的隊列項目。在大多數情況下，相對于低等級的優先權限來說，WRR算法首先處理高等級的優先項目文件，但在高優先級業務對象相對較多時，低優先級業務也并不會被控制主機完全屏蔽。與其它信號處理手段不同，WRR算法對隊列組織的調度能力進行了著重強調，能夠在保持已進行業務對象執行能力的同時，對其它業務主題進行分類處理，再從中挑選出最符合應用標準的目標對象參量。對于處在業務流排列隊伍中的執行對象來說，WRR算法可為每一隊列結構匹配一個固定的權值參量，一方面滿足高頻信號的實際傳輸需求，另一方面使整個隊列環境中的權值總和時刻趨于穩定。因此，在處理復雜化的高優先級業務隊列時，WRR算法能夠避免過度占用網絡帶寬事件的發生，且可在無硬件條件的作用下，實現對寬帶利用率指標的準確計算。

1 改進WRR算法的應用

1.1 WRR算法的提出

變電站高頻控制主機根據用戶對象所提出連接請求及指令內容的不同，首先需要確定多個優先級處理條件，再按照與暫態信號傳輸頻率有關的物理參量，定義多個算法函數，其中既包括高頻暫態信號參量的綜合體結構，也包括WRR算法的實際施用范圍。但由于信號傳輸誤碼率條件的存在，這種計算操作原理的處置行為相對較為粗糙，并不適用于較為完善的變電站應用環境。如圖1所示。

圖1 WRR算法執行原理

1.2 WRR算法性能評價

假設WRR算法的服務時間為t，在整個變電站高頻暫態信號處理空間內，服務時間的平均值為，每個信號參量需要消耗w個時間片。從而有：

若某個暫態信號剛好需要w個時間片的服務時間，則該信號就會進入WRR算法的等待隊列中。

1.3 WRR算法實現原理

若不考慮其它條件因素對變電站高頻暫態信號傳輸行為造成的干擾，則可認為WRR算法強度能夠直接影響變電站控制主機最終所捕獲到的信號數據總量，一般情況下，WRR算法應用強度越高，變電站控制主機所捕獲到的信號數據總量也就越大，反之則越小。規定在一個電量執行周期T內，高頻暫態信號的最大傳輸量只能達到R，且隨變電站高壓輸入端電子流量值的改變，上述物理量的數值水平基本不會出現較大的變化，聯立公式(1)，可將WRR算法在變電站環境下的實際應用權限定義為：

其中，α1、α2分別代表兩個不同的高頻暫態電信號傳輸特征值。

1.4 WRR算法優化

WRR算法優化可在已知算法實現原理的基礎上，對個別變電站高頻節點處的暫態電量信號進行集中處理，并可通過分級標注的方式，多所有電量信號進行命名，實現對變電站控制主機信號捕獲時間的合理節約。一般情況下，隨變電站工作時間的延長，個別高頻節點處的電量信號會出現明顯累積的變化狀態，且由于WRR算法的存在，相鄰電量信號之間的干擾作用強度也會不斷增大，直至核心控制主機能夠將所有待傳輸電信號完全收入調制范圍之內。WRR算法優化的實際處理流程相對較為復雜，需要多個電量應用指標的共同配合，但在整個優化處理過程中，變電站核心控制主機的應用干擾能力始終保持不變。

2 變電站高頻暫態信號捕獲方法

2.1 前端射頻結構

前端射頻結構位于變電站輸電控制網絡的前饋應用單元中，可準確記錄高頻暫態信號在既定時間內的傳輸與消耗行為，并可根據不同連接元件實際負載電壓與電流值的不同，為其分配定量的電子信號流量，使整個變電站供電網絡能夠長時間保存較強的電量調度能力。從實用性角度來看，該元件的執行控制能力較強，能夠較好掌握變電站供電網絡中的電子變換需求，并可在無外界干擾的情況下，對剩余傳輸電子量進行妥善處理。根據設備體自身連接應用狀態的不同，可將前端射頻結構分為直流型、交流型、交直流變化型等多種連接形態。

表1 EDR指標對比表

2.2 基帶信號處理

基帶信號是指變電站輸電網絡環境中，最底層的暫態型高頻電子傳輸信號，具備高效性與不可逆性。所謂高效性是指在變電站輸電網絡體系中，基帶信號的實際傳輸頻率最高，能夠在忽略誤差捕獲行為的情況下，對所有電量文件進行聚合處理，再借助既定信道結構體，將這些信號參量直接傳輸至下屬應用位置處。

2.3 暫態信號捕獲定位解算

暫態信號捕獲定位解算是實現WRR算法的必要應用環節，可在基帶信號參量的支持下，計算相鄰節點位置間的電壓傳輸差與電流傳輸差，并可根據本次傳輸任務所設定的電子量干擾強度，對整個變電站輸電網絡進行合理規劃，從而使得最終信號捕獲處理結果具有較強的應用可行性。一般來說，變電站輸電網絡所蘊含的高頻暫態信號量越大，整個電網環節的傳輸穩定性也就越高，反之則越低。基于此可通過穩定電量傳輸環境的方式，使高頻暫態信號的連接強度在短時間內達到最高，并可在變電站控制主機不被外界輸電行為干擾的前提下，實現對信號參量的捕獲處理。

2.4 捕獲概率

捕獲概率計算是改進WRR算法變電站高頻暫態信號捕獲仿真方法搭建的末尾處理環節，可在綜合變電站網絡中所有待傳輸電子信息參量的同時，確定既定時間內的電信號干擾強度，并以此為條件，對整個電網傳輸環境進行規劃。

3 對比實驗分析

為驗證改進WRR算法變電站高頻暫態信號捕獲仿真方法的實際應用性，設計如下對比實驗。已知EDR指標能夠描述變電站核心控制主機所具有的高頻暫態信號捕獲處理能力，且一般情況下，EDR指標數值越大，變電站核心控制主機所具有的高頻暫態信號捕獲處理能力也就越強，反之則越弱。下表記錄了實驗組、對照組EDR指標的實時數值情況。

分析表1可知，隨著實驗時間的延長，實驗組EDR指標保持先上升、再穩定的數值變化趨勢，全局最大值達到了85.03%，且能夠維持10min的絕對穩定狀態。對照組EDR指標在小幅下降趨勢后，開始逐漸呈現階梯狀上升的變化狀態，且整體上升幅度明顯大于實驗前期的下降幅度，但全局最大值僅能達到43.58%，與實驗組極大值相比，下降了41.45%。綜上可知，隨著改進WRR算法變電站高頻暫態信號捕獲仿真方法的應用，EDR指標數值確實得到了一定程度的促進，能夠較好維護變電站核心控制主機所具有的高頻暫態信號捕獲與處理能力。

結束語：從實用性角度來看，改進WRR算法變電站高頻暫態信號捕獲仿真方法能夠對變電站核心控制主機所具有的高頻暫態信號捕獲與處理能力進行較好保護，且隨著輸出電子量水平的增大，該方法也不會出現較為明顯的數值計算誤差，較為符合電網傳輸環境的實際應用需求，與傳統信號捕獲方法相比，具備較強的實用可行性。