CN103559562A - 电网智能运行系统及其实现方法 - Google Patents

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陈晓谨
沈冠全
许良柱
吴建国
龙家焕
何静
张韵
唐雷
刘俊勇
吕林
沈晓东
刘洋
魏震波
刘继春
李成鑫
黄媛
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Abstract

本发明公开了一种电网智能运行系统及其实现方法,主要解决了现有技术中存在的缺乏一套适用于智能电网的智能运行系统,不满足人们需求的问题。该电网智能运行系统包括服务器,分别与服务器相连的远程通信模块、继电保护系统、负荷预测系统、数据仓库、信息展示平台和告警系统,以及分别与远程通信模块相连的调度自动化系统、电网运行监控系统和环境监测系统。通过上述方案,本发明达到了对智能电网进行合理调度,符合技术需求的目的,具有很高的实用价值和推广价值。

Description

电网智能运行系统及其实现方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种运行系统,具体地说,是涉及一种电网智能运行系统及其实现方法。
背景技术
[0002] 随着电网的迅猛发展和对智能概念认识的不断提高,智能电网实用化正朝愈来愈深入的方向发展,如今,智能电网从一次系统适应大规模电能转移到宜于清洁能源的即插即用;从局部设备数字化到全局信息化;从节能调度发电到用户互动节约用电,以及大量新设备的投入都使得电网的智能化正变成现实。
调度自动化系统历来就是电网运行、控制和管理的中枢,是数据与信息的交汇之地,面对智能电网的发展,智能调度的概念也呼之跃出,但如何构建智能调度架构,通过智能运行系统的建立促进现阶段各种科学技术的发展进步成为急需人们解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种电网智能运行系统及其实现方法,主要解决现有技术中存在的缺乏一套适用于智能电网的智能运行系统,不满足人们需求的问题。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
电网智能运行系统,包括服务器,分别与服务器相连的远程通信模块、继电保护系统、负荷预测系统、数据仓库、信息展示平台和告警系统,以及分别与远程通信模块相连的调度自动化系统、电网运行监控系统和环境监测系统;
所述数据仓库包括数据抽取层、数据存储层和数据访问层,数据抽取层抽取联机事务处理系统、外部数据源及脱机的数据存储介质中的数据,并将抽取的数据导入数据存储层;数据存储层包括对面向主题的、集成的、当前或接近当前的、不断变化的数据进行存储的0DS,对企业级数据进行存储的EDW,以及数据集市;数据访问层以报表、图形或者数据分析的方式对数据存储层中的数据进行访问,并进行分析预测。
[0005] 具体地说,所述数据抽取层通过互联、复制、增量、转换、调度和监控的方式对数据进行抽取;所述数据存储层中,ODS将抽取后的数据进行短期存储;EDW将抽取后的数据进行长期存储;数据集市按照用户需求将数据组织后进行存储;所述数据仓库集成有关系数据库、磁带库、时序数据库和文件系统。
[0006] 进一步地,所述告警系统包括与服务器相连的告警处理模块和与告警处理模块相连的告警装置;所述告警装置包括声光报警器、语音报警器和红外报警器;所述调度自动化系统包括与远程通信模块相连的信息处理子系统,分别与信息处理子系统相连的信息采集和命令执行子系统、人机联系子系统;所述环境监测系统包括烟雾探测器、温度传感器和湿度传感器。
[0007] 基于上述系统,本发明提供了一种电网智能运行系统的实现方法,包括以下步骤: (1)调度自动化系统对各变电站和发电厂的电力信息进行实时收集和分析处理,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;电网运行监控系统对电网中的电压信号、电流信号和功率因数进行监测,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;环境监测系统对机房内的烟雾浓度、温度和湿度进行监测,并通过远程通信模块将监测结果传递至服务器;
(2)服务器对远程通信模块传递而来的信息进行接收,结合继电保护系统传递而来的故障或异常数据,以及负荷预测系统传递而来的负荷数据对电网运行状况进行统计和调度处理,并将处理结果分类存储至数据仓库的关系数据库、磁带库、时序数据库或文件系统中,且将电网运行状况显示在信息展示平台上;
(3)告警处理模块根据服务器的命令控制告警装置发出告警信号,并在发出告警信号之前进行异常信号预处理。
[0008] 所述步骤(2)中数据仓库的数据存储和提取步骤如下:
(2a)数据抽取层对联机事务处理系统、外部数据源及脱机的数据存储介质中的数据进行浏览和预处理,并对预处理后的数据进行抽取和合并处理;
(2b)数据存储层通过关联分析、序列模式分析、分类分析和聚类分析将数据抽取层中的数据进行分析组合及挖掘,并将挖掘的数据分类存储于ODS、EDff或数据集市中;
(2c)用户在数据访问层输入数据访问请求,数据访问层根据用户输入的访问请求的类型确定从ODS、EDff或数据集市中提取相应数据进行显示。
[0009] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(I)本发明可以将各地区、县的多个调度自动化系统进行广域远程互联,使之逻辑上成为一套调度自动化系统,实现数据资源、技术资源、设备资源的共享,节约系统维护成本及建设成本,提高调度自动化系统的可靠性,灵活适应调度管理模式的调整,为“一体化”体系建设提供技术支持。
[0010] (2)本发明支持电网运行监测和环境监测,并结合继电保护系统和负荷预测系统的处理结果进行电网运行的分析处理和调度,通过对电力实时运行数据、相关应用系统和运行支撑环境的在线数据采集,分析系统运行中存在的故障或异常,通过语音、短信、电话等多种方式通知相关人员,并提供相应处理预案,以便及时发现、处理系统的异常或故障,应用十分方便。
[0011] (3)本发明能够实时跟踪、分析电网运行变化并进行闭环优化调整和控制,在线分析和评估电网运行风险,及时发布告警、预警信息并提出紧急控制、预防控制策略,并能在线分析评价电网运行的安全性、运行控制水平,功能较为齐全,符合实际需求。
[0012] ( 4 )本发明中,对数据仓库进行了巧妙设置,利用数据融合和数据挖掘的特性进行数据采集、预处理和访问,实现了对海量数据稳定、可靠、便捷的存储和提取,十分适用,符合实际需求,适合大规模推广应用。
附图说明
[0013] 图1为本发明的系统框图。
[0014] 图2为本发明中数据仓库的结构示意图。
[0015] 图3为本发明中数据挖掘的流程示意图。具体实施方式
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0017] 如图1所示,本发明公开了一种电网智能运行系统,包括进行数据信息处理,根据处理结果进行电网调度,并在电网出现故障或异常状况时控制告警系统进行报警的服务器;实现远程系统与服务器间的数据传输的远程通信模块;对电网中的异常状况进行初步处理及信号传递的继电保护系统;对电网中的负荷进行监测的负荷预测系统;进行数据存储的数据仓库;将服务器的处理结果进行显示的信息展示平台;根据服务器的指令进行预警的告警系统;设置在各区、县的发电厂和变电站等地、对所属区域内的电力系统运行状况进行实时监测的调度自动化系统;对电网中的电压信号、电流信号和功率因数进行监测的电网运行监控系统和主要设置于室内、对烟雾、温度、湿度等进行监测的环境监测系统。
[0018]为了便于对数据进行分类存储,数据仓库集成有关系数据库、磁带库、时序数据库和文件系统;为了实现对告警信号的异常信号初步判定,告警系统包括与服务器相连的告警处理模块和与告警处理模块相连的告警装置,该告警装置包括声光报警器、语音报警器和红外报警器等;环境监测系统包括烟雾探测器、温度传感器和湿度传感器等。
[0019] 考虑到实际应用中调度自动化系统监测的可靠性,其包括与远程通信模块相连的信息处理子系统,分别与信息处理子系统相连的信息米集和命令执行子系统、人机联系子系统。
[0020] 其中,负荷预警系统、继电保护系统、远程通信模块、告警处理模块信息展示平台和数据仓库均和服务器相连,调度自动化系统、电网运行监控系统和环境监测系统均和远程通信模块相连。
[0021] 在应用时,调度自动化系统对各变电站和发电厂的电力信息进行实时收集和分析处理,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;电网运行监控系统对电网中的电压信号、电流信号和功率因数进行监测,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;环境监测系统对机房内的烟雾浓度、温度和湿度进行监测,并通过远程通信模块将监测结果传递至服务器;服务器对远程通信模块传递而来的信息进行接收,结合继电保护系统传递而来的故障或异常数据,以及负荷预测系统传递而来的负荷数据对电网运行状况进行统计和调度处理,并将处理结果分类存储至数据仓库的关系数据库、磁带库、时序数据库或文件系统中,且将电网运行状况显示在信息展示平台上;告警处理模块根据服务器的命令控制告警装置发出告警信号,并在发出告警信号之前进行异常信号预处理。电网智能运行系统,包括服务器,分别与服务器相连的远程通信模块、继电保护系统、负荷预测系统、数据仓库、信息展示平台和告警系统,以及分别与远程通信模块相连的调度自动化系统、电网运行监控系统和环境监测系统。
[0022] 考虑到数据处理的细致性和可靠性,如图2所示,本发明中的数据仓库主要包括数据抽取层、数据存储层和数据访问层。
[0023] 数据抽取层:通过抽取过程将数据从联机事务处理系统、外部数据源、脱机的数据存储介质中导入数据仓库,数据抽取在技术上主要涉及互连、复制、增量、转换、调度和监控等几个方面的处理,过程包括源数据分析与映射、数据抽取、转换和加载、数据审计;
数据存储层:该层是整个系统的核心,包含ODS、EDff和数据集市3层。其中,ODS存放经过轻度清洗,与生产系统基本保持数据细节的一致性的数据,数据存储周期较短;EDW存放经过整理的,以客户为中心的企业数据,数据存放周期较长,从ODS向EDW转换的过程中,首先要做到客户归属,之后完成客户关系的归属;数据集市是针对某些主题的业务进行问题分析,按照主题对数据做进一步组织,在EDW基础上根据分析需求创建相应的从属数据集合,一般采取数据模型存储数据;
数据访问层:在数据展现方面主要有以下几种方式:查询:实现预定义查询、动态查询、OLAP查询与决策支持智能查询;报表:产生关系数据表格、复杂表格、OLAP表格、报告以及各种综合报表;可视化:用易于理解的点线图、直方图、饼图、网状图、交互式可视化、动态模拟、计算机动画技术表现复杂数据及其相互关系;统计:进行平均值、最大值、最小值、期望、方差、汇总、排序等各种统计分析;挖掘:利用数据挖掘等方法从数据中得到关于数据关系和模式的知识。
[0024] 如图3所示,在进行数据挖掘前,需进行数据准备,该阶段分为数据集成、数据选择、数据预处理和数据转换四个部分,之后通过关联分析、序列模式分析、分类分析、聚类分析等分析数据仓库和数据库中的数据,最后将数据进行存储并在用户访问时进行提取便可,为了使获取的信息便于用户理解和观察,可以使用可视化工具。
[0025] 为了使本发明中通过数据挖掘获得的数据关系和模式知识能对评价和控制对象做出一致性解释和全面描述,本发明中将不同来源、不同模式、不同介质及在时间、空间上冗余和互补信息进行多源数据融合,得到一种更为合理有效的信息组合准则,继而制定优化控制策略。利用多源数据的融合技术能够从这些海量的数据中筛选出各部门所需要的数据呈现出来。
[0026] 本发明通过构建基于数据融合和数据挖掘的数据仓库,首先利用数据集成将多文件或多数据库运行环境中的数据进行合并处理,解决语意模糊性,处理数据中的遗漏和清洗脏数据等;利用一些数据库操作对数据进行处理,从数据中提取出需要挖掘的数据集合;利用数据预处理技术检查数据的完整性和一致性,对其中的噪声数据进行处理,确定将要进行的挖掘操作的类型;利用数据挖掘需要进行相关数据转换;选定运用数据挖掘方法;根据最终用户的决策目的对提取的知识进行分析和评价;将不同来源、不同模式、不同介质及在时间、空间上冗余和互补信息加以有机结合,找出了一种更为合理有效的信息组合准贝U,对评价和控制对象的一致性解释和全面描述,继而制定优化控制策略;利用多源数据融合技术将这些海量的数据筛选和呈现出各部门所需要的数据。
[0027] 按照上述实施例,便可很好地实现本发明。

Claims (10)

1.电网智能运行系统,其特征在于,包括服务器,分别与服务器相连的远程通信模块、继电保护系统、负荷预测系统、数据仓库、信息展示平台和告警系统,以及分别与远程通信模块相连的调度自动化系统、电网运行监控系统和环境监测系统; 所述数据仓库包括数据抽取层、数据存储层和数据访问层,数据抽取层抽取联机事务处理系统、外部数据源及脱机的数据存储介质中的数据,并将抽取的数据导入数据存储层;数据存储层包括对面向主题的、集成的、当前或接近当前的、不断变化的数据进行存储的ODS,对企业级数据进行存储的EDW,以及数据集市;数据访问层以报表、图形或者数据分析的方式对数据存储层中的数据进行访问,并进行分析预测。
2.根据权利要求1所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述数据抽取层通过互联、复制、增量、转换、调度和监控的方式对数据进行抽取。
3.根据权利要求2所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述数据存储层中,ODS将抽取后的数据进行短期存储;EDW将抽取后的数据进行长期存储;数据集市按照用户需求将数据组织后进行存储。
4.根据权利要求3所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述数据仓库集成有关系数据库、磁带库、时序数据库和文件系统。
5.根据权利要求4所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述告警系统包括与服务器相连的告警处理模块和与告警处理模块相连的告警装置。
6.根据权利要求5所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述告警装置包括声光报警器、语音报警器和红外报警器。
7.根据权利要求6所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述调度自动化系统包括与远程通信模块相连的信息处`理子系统,分别与信息处理子系统相连的信息采集和命令执行子系统、人机联系子系统。
8.根据权利要求7所述的电网智能运行系统,其特征在于,所述环境监测系统包括烟雾探测器、温度传感器和湿度传感器。
9.权利要求广8任意一项所述的电网智能运行系统的实现方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)调度自动化系统对各变电站和发电厂的电力信息进行实时收集和分析处理,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;电网运行监控系统对电网中的电压信号、电流信号和功率因数进行监测,并通过远程通信模块将处理结果传递至服务器;环境监测系统对机房内的烟雾浓度、温度和湿度进行监测,并通过远程通信模块将监测结果传递至服务器; (2)服务器对远程通信模块传递而来的信息进行接收,结合继电保护系统传递而来的故障或异常数据,以及负荷预测系统传递而来的负荷数据对电网运行状况进行统计和调度处理,并将处理结果分类存储至数据仓库的关系数据库、磁带库、时序数据库或文件系统中,且将电网运行状况显示在信息展示平台上; (3)告警处理模块根据服务器的命令控制告警装置发出告警信号,并在发出告警信号之前进行异常信号预处理。
10.根据权利要求9所述的电网智能运行系统的实现方法,其特征在于,所述步骤(2)中数据仓库的数据存储和提取步骤如下:(2a)数据抽取层对联机事务处理系统、外部数据源及脱机的数据存储介质中的数据进行浏览和预处理,并对预处理后的数据进行抽取和合并处理; (2b)数据存储层通过关联分析、序列模式分析、分类分析和聚类分析将数据抽取层中的数据进行分析组合及挖掘,并将挖掘的数据分类存储于ODS、EDff或数据集市中; (2c)用户在数据访问层输入数据访问请求,数据访问层根据用户输入的访问请求的类型确定从ODS、EDff或数据集市中提取相应数据进行显示。
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