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