design & implementation of phasor data concentrator compliant to ieee c37.118 synchrophasor...

Design & Implementation of Phasor Data Concentrator compliant to IEEE C37.118 Synchrophasor Standard in 

Wide Area Measurement System

by

Kedar Khandeparkar

Nitesh Pandit

Under the guidance of

Prof. V.Z. Attar

Prof. A. M. Kulkarni

Prof. S.A. Soman

Department of Computer Engineering and IT

College of Engineering, Pune

Index

Introduction

IPDC Features

iPDC Design

Communication and Processing of frames

Data Storage & iPDC Database

Experiment & Results

Wide Area Measurement System(WAMS)

WAMS has two components 

Phasor Measurement Unit(PMU)

Phasor Data Concentrator(PDC)

WAMS

PMU Standards

IEEE1344

IEEEC37.118(2005)

IEEE C37.118

Message types

Command

Data

Configuration

Header

Configuration Frame

Data Frame

Command Frame

PDC comparison Chart

Features of iPDC 

It is a generalized PDC.

Is a multithreaded application.

Cont....             

 It is built on Open Source platform and released under GPL v3.

 Compliant to IEEEC37.118 Standards.

 Support for both TCP and UDP communication Protocols.

 Each received packet is authenticated.

 Integrity of the packet is verified.

 Provides local storage of data.

 A GUI to setup PMU­PDC and PDC­PDC connection.

iPDC Design

Handling configuration frames

Handling change in PMU/iPDC Configuration frame

Recreate configuration objects from file cfg.bin

Handling Data Frames

Check Stat Word of data frames

Time Aligning of Data Frames

Sorting of Data Frames inside TSB

Configuration Frame Generation for iPDC

Number of PMU is sum of all PMU.

Data rate is the highest among all PMU/iPDC data rate.

Combined configuration frame compliant with IEEEC37.118 std.

Data Storage

iPDC Database

Requirements

Software Requirements :

Programming Languages

C, GTK+ Database

MySQL Packages

libmysqldev System Requirements

Memory

512 MB OS 

Linux

Experimental Setup

Case1 :

Case 1 contd...

Case2 :

Case 2 contd...

Case3 :

Case 3 contd...

Case4 :

Case 4 contd...

Results

iPDC Interface

Future Enhancements

Need to study and implement iPDC on RTOS and check its performance & scalability in Real Time.

Different aspects of security in WAMS need to studied and implemented.

On field testing of iPDC application need to be done to know its performance & limitations.

iPDC can be updated to support more PMU standards.

References

Ken Martin, "IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems", IEEE Std C37.118 ­2005.

Moustafa Chenine,"Analysisof Data Quality Issues in Wide Area Monitoring and Control Systems", IREP Symposium on Bulk Power System Dynamics and Control, Aug 1­6, 2010.

Yingchen Zhang, "Wide­Area Frequency Monitoring Network (FNET) Architecture and Applications", IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 1, No.2, Sep 2010.

Andrew Armenia, Student Member, IEEE, and Joe H. Chow, Fellow, IEEE, "A Flexible Phasor Data Concentrator Design Leveraging Existing Software Technologies”, IEEE Transactions ON SMART GRID, VOL. 1, NO. 1, JUNE 2010.

Moustafa Chenine, Student Member, IEEE, " Investigation of Communication Delays and Data Incompleteness in Multi­PMU Wide Area Monitoring and Control Systems".

Source Code & Documentation

http://sourceforge.net/projects/iitbpdc/

http://freshmeat.net/projects/ipdc

http://ipdc.codeplex.com/

Thank You