CN104112242A - 电力系统10kV母线电压合格率分析系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电力系统10kV母线电压合格率分析系统：分别输出至母线电压合格率分析展示模块、且与10kV母线电压合格率分析系统主站服务器双向连接的母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块；10kV母线电压合格率分析系统主站服务器还分别输入调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统的输出；调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统除相互之间互联外还分别输入母线电压合格率历史数据库模块的输出。本发明还涉及采用上述系统进行10kV母线电压合格率分析的方法。本发明可实现10kV母线电压合格率分析的信息化智能化，提高工作效率、降低劳动强度、提高电网调度安全性及经济性、提升调度管理信息化水平。

Description

电力系统10kV母线电压合格率分析系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于AVC(Automatic Voltage Control自动电压控制策略与调度日志)的电力系统10kV母线电压合格率分析系统。本发明还涉及采用所述系统进行基于AVC的电力系统10kV母线电压合格率的分析方法。
背景技术
电力系统运行过程中10kV母线电压合格率关系到对用电客户的服务质量和国民经济的安全、绿色发展。然而目前对10kV母线电压合格率的分析仍然停留在人工筛选和排查的阶段，随着电网规模的不断扩大，关于母线电压的数据量呈现爆发式增长，调度员面对海量的母线电压数据进行分析，既耗费时间精力又容易对电压不合格的原因追溯不到位。此外，由于AVC动作策略的错误设置或电网运行操作等原因而导致10kV母线电压不合格的情况相当隐蔽，仅通过手工查询电压曲线的传统手段难以对电压不合格的深层次原因进行剖析、必须结合SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统的历史电压越限信息和调度日志系统关于母线电压方面的设备操作情况综合判断，然而目前SCADA与调度日志系统没有信息共享交互的数据接口，这使得调度员在分析电压不合格原因的过程中必须查询多个相互孤立的信息系统，占去大量时间且效率低下，容易产生人为因素的电压分析不到位，从而直接影响10kV母线电压质量，给电网供电服务质量的提升造成障碍。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种基于AVC策略与调度日志的电力系统10kV母线电压合格率分析系统。
本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述系统进行基于AVC策略与调度日志的电力系统10kV母线电压合格率分析方法。
采用本发明的系统和方法，可实现10kV母线电压合格率分析的信息化、智能化，提高调度员日常工作效率、降低调度员劳动强度、提高电网调度安全性及经济性、提升调度管理信息化水平。
解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种电力系统10kV母线电压合格率分析系统，其特征是包括：分别输出至母线电压合格率分析展示模块、且与10kV母线电压合格率分析系统主站服务器双向连接的母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块；所述的10kV母线电压合格率分析系统主站服务器还分别输入调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统的输出；所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统除相互之间互联外还分别输入母线电压合格率历史数据库模块的输出。
所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统为调度自动化刀片式服务器。
解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种采用上述系统进行电力系统10kV母线电压合格率分析的方法，其特征是包括以下步骤：
S1采集当天的错峰用电数据和地方电厂出力数据，启动所述系统按照以下子步骤执行电力系统10kV母线电压合格率分析：
S1-1以1分钟为一个数据采集周期，从数据采集与监视控制系统收集某地区各县区35kV、110kV和220kV电压等级变电站的每段10kV母线电压数据；同时在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息；
S1-2获取每段10kV母线电压数据后，按10kV母线电压合格判定准则依次对变电站每段母线每一采集周期内的电压数据进行合格判定：所述的10kV母线电压合格判定准则为：电压值大于或等于10.0kV小于10.7kV；
计算每段10kV母线电压合格率：10kV母线电压合格率等于电压合格采集周期数之和除以总的采集周期数；
S1-3得出变电站每段10kV母线电压合格率后，取其平均值为该变电站的10kV母线电压合格率，汇总所有变电站的10kV母线电压合格率数据存储于母线电压合格率历史数据库模块；
S1-4若某变电站10kV母线电压合格率低于99.5％，则归类为不合格站点；不合格站点通过母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块三者追溯变电站母线电压不合格原因；
S2所述主站服务器将电压合格数据结果输出给母线电压合格率数据处理模块，母线电压合格率数据处理模块筛选出电压不合格的数据采集周期，结合这些采集周期内、在数据采集与监视控制系统中的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，通过自动电压控制策略分析评价模块进行对比分析形成第一项母线电压不合格因素并同时送给主站服务器同步控制；
S3自动电压控制策略分析评价完成后，更新母线电压合格率历史数据库模块，以作为历史事项信号电压调整分析模块使用，在电压不合格的数据采集周期内数据采集与监视控制系统中查询造成电压不合格的历史事项信号，形成第二项母线电压不合格因素；
S4形成第一、二项母线电压不合格因素后，主站服务器读取调度日志数据系统中关于运行操作造成电压异常波动的实时记录，根据这些记录判断分析、形成第三项母线电压不合格因素；
S5按照S2至S4中得出的三项母线电压不合格因素综合考虑，主站服务器形成电压不合格的数据采集周期内的电压合格率分析报告，并最终由电压合格率分析展示模块形成详细的分析报表，同时报表中的数据反馈到母线电压合格率历史数据库进行保存。
所述的步骤S2的第一项母线电压不合格因素由以下方法获得：将每天24小时以1分钟为最小单位分解成10kV母线电压值采集周期，即每天共60*24＝1440个采集周期；每个采集周期内对10kV母线电压值X进行抽取，当X不在合格区间(10.0kV<X<10.7kV)时，在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，同时统计24小时内电压合格周期数Y，若Y除以1440小于99.5％，则判定该变电站的10kV母线电压不合格；
当某站的10kV母线电压越限时，首先由电压自动控制装置调整，电压自动控制超时则通过电力调度员的人工调压介入去将母线电压调整到合格区间，且在该种情况下自动电压控制策略分析评价为异常，异常情况录入母线电压合格率分析系统；
另外若10kV母线的电压越上限、且电压自动控制装置和人工介入调压均无动作时，自动电压控制策略分析同样评价为异常，电压自动控制装置和人工介入调压异常情况录入母线电压合格率分析系统。
所述步骤S3的第二项母线电压不合格因素直接从筛选后母线电压不合格的采集周期获得，即历史事项信号的电压调整分析是把SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集与监视控制系统中关于电压越限信号、开关刀闸遥测信号、AVC动作信号从信号事项数据库抽取出来，对上述信号按SOE事件顺序(Sequence of Event)时间序列进行分析比较，以此找出电压不合格的具体原因；
正常情况下母线电压不合格发生时，数据采集与监视控制系统的历史事项信号中应包括电压越限信号、开关刀闸遥测信号和AVC动作信号，假如在某个母线电压不合格周期中，缺少其中一项或以上的上述历史事项信号，则母线电压分析系统则将该历史事项记入第二项母线电压不合格因素。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本系统能够很好适应佛山电网规模庞大而10kV母线电压数据海量的特点，使得调度员处理母线电压分析的工作量极大减轻。系统投入使用前，调度员只能通过人工查找历史数据曲线和计算电压数据的方式进行电压合格率的分析，而且没有辅助手段帮助整合调度日志系统中的关于电压调整信息，导致调度员工作效率极低，造成调度员劳动强度过大，而且电压数据分析的正确性得不到有效保障，不利于电网调度安全稳定运行及用户电压质量的提升。
(2)系统投入使用后，极大地提高电压合格率分析的速度和质量，减轻了调度员的劳动强度，大大提高了调度员工作效率的同时，对于寻找电压不合格的具体原因和改善10kV母线电压都更加针对性。本系统的应用，不但提高了调度员的工作效率，也令调度员可以将更多的精力关注电网安全，这对确保佛山电网安全稳定运行起到非常重要作用。
(3)本系统的应用，使得用户的用电质量提高了，用户设备可以在更稳定高效节能的电力供应中从事生产活动，人民生活、国家发展得到了稳定有力的电力保障。
附图说明
图1是10kV母线电压合格率分析系统组成和连接关系示意图；
图2是10kV母线电压合格率分析系统系统和方法评估决策过程示意图。
具体实施方式
以广东佛山电网为例，参见图1，本发明的电力系统10kV母线电压合格率分析系统实施例，包括分别输出至母线电压合格率分析展示模块、且与10kV母线电压合格率分析系统主站服务器双向连接的母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块；所述的10kV母线电压合格率分析系统主站服务器还分别输入调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统的输出；所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统除相互之间互联外还分别输入母线电压合格率历史数据库模块的输出。所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统为调度自动化刀片式服务器。
采用上述系统进行电力系统10kV母线电压合格率分析的方法实施例，包括以下步骤：
S1采集当天的错峰用电数据和地方电厂出力数据，启动所述系统按照以下子步骤执行电力系统10kV母线电压合格率分析：
S1-1以1分钟为一个数据采集周期，从数据采集与监视控制系统收集某地区各县区35kV、110kV和220kV电压等级变电站的每段10kV母线电压数据；同时在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息；
S1-2获取每段10kV母线电压数据后，按10kV母线电压合格判定准则依次对变电站每段母线每一采集周期内的电压数据进行合格判定：所述的10kV母线电压合格判定准则为：电压值大于或等于10.0kV小于10.7kV；
计算每段10kV母线电压合格率：10kV母线电压合格率等于电压合格采集周期数之和除以总的采集周期数；
S1-3得出变电站每段10kV母线电压合格率后，取其平均值为该变电站的10kV母线电压合格率，汇总所有变电站的10kV母线电压合格率数据存储于母线电压合格率历史数据库模块；
S1-4若某变电站10kV母线电压合格率低于99.5％，则归类为不合格站点；不合格站点通过母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块三者追溯变电站母线电压不合格原因；
S2所述主站服务器将电压合格数据结果输出给母线电压合格率数据处理模块，母线电压合格率数据处理模块筛选出电压不合格的数据采集周期，结合这些采集周期内、在数据采集与监视控制系统中的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，通过自动电压控制策略分析评价模块进行对比分析形成第一项母线电压不合格因素并同时送给主站服务器同步控制；
S3自动电压控制策略分析评价完成后，更新母线电压合格率历史数据库模块，以作为历史事项信号电压调整分析模块使用，在电压不合格的数据采集周期内数据采集与监视控制系统中查询造成电压不合格的历史事项信号，形成第二项母线电压不合格因素；
S4形成第一、二项母线电压不合格因素后，主站服务器读取调度日志数据系统中关于运行操作造成电压异常波动的实时记录，根据这些记录判断分析、形成第三项母线电压不合格因素；
S5按照S2至S4中得出的三项母线电压不合格因素综合考虑，主站服务器形成电压不合格的数据采集周期内的电压合格率分析报告，并最终由电压合格率分析展示模块形成详细的分析报表，同时报表中的数据反馈到母线电压合格率历史数据库进行保存。
所述的步骤S2的第一项母线电压不合格因素由以下方法获得：将每天24小时以1分钟为最小单位分解成10kV母线电压值采集周期，即每天共60*24＝1440个采集周期；每个采集周期内对10kV母线电压值X进行抽取，当X不在合格区间(10.0kV<X<10.7kV)时，在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，同时统计24小时内电压合格周期数Y，若Y除以1440小于99.5％，则判定该变电站的10kV母线电压不合格；
广东佛山电网10kV母线电压值采集周期的统计事项具体如表1所示：
表1母线电压采集周期的统计事项
采集周期 变电站名 母线电压值 合格区间 电压自动控制 人工介入调节电压
1 桃源站 10.35 是 否 否
2 桃源站 10.28 是 否 否
3 桃源站 10.76 否 否 否
4 桃源站 10.83 否 否 是
…… …… …… …… …… ……
1439 桃源站 10.76 否 是 否
1440 桃源站 10.50 是 否 否
由表1所示，当桃源站的10kV母线电压越限时，正常情况下应首先由电压自动控制装置调整，电压自动控制超时则通过电力调度员的人工调压介入去将母线电压调整到合格区间，且在该种情况下自动电压控制策略分析评价为异常(表中采集周期4的例子)，异常情况录入母线电压合格率分析系统；
另外若10kV母线的电压越上限时，电压自动控制装置和人工介入调压均无动作时，自动电压控制策略分析同样评价为异常(表中采集周期3的例子)，电压自动控制装置和人工介入调压异常情况录入母线电压合格率分析系统。
所述步骤S3的第二项母线电压不合格因素直接从筛选后母线电压不合格的采集周期获得，即历史事项信号的电压调整分析是把SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集与监视控制系统中关于电压越限信号、开关刀闸遥测信号、AVC动作信号从信号事项数据库抽取出来，对上述信号按SOE事件顺序(Sequence of Event)
时间序列进行分析比较，以此找出电压不合格的具体原因；
如下表2：
表2广东佛山电网母线电压历史事项信号分析
正常情况下母线电压不合格发生时，数据采集与监视控制系统的历史事项信号中应包括电压越限信号、开关刀闸遥测信号和AVC动作信号，假如在某个母线电压不合格周期中，缺少其中一项或以上的上述历史事项信号，则母线电压分析系统则将该历史事项记入第二项母线电压不合格因素。

Claims (5)

1.一种电力系统10kV母线电压合格率分析系统，其特征是包括：分别输出至母线电压合格率分析展示模块、且与10kV母线电压合格率分析系统主站服务器双向连接的母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块；所述的10kV母线电压合格率分析系统主站服务器还分别输入调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统的输出；所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统除相互之间互联外还分别输入母线电压合格率历史数据库模块的输出。
2.根据权利要求1所述的电力系统10kV母线电压合格率分析系统，其特征是：所述的调度日志数据系统和数据采集与监视控制系统为调度自动化刀片式服务器。
3.一种采用如权利要求1或2所述的系统进行电力系统10kV母线电压合格率分析的方法，其特征是包括以下步骤：
S1采集当天的错峰用电数据和地方电厂出力数据，启动所述系统按照以下子步骤执行电力系统10kV母线电压合格率分析：
S1-1以1分钟为一个数据采集周期，从数据采集与监视控制系统收集某地区各县区35kV、110kV和220kV电压等级变电站的每段10kV母线电压数据；同时在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息；
S1-2获取每段10kV母线电压数据后，按10kV母线电压合格判定准则依次对变电站每段母线每一采集周期内的电压数据进行合格判定：所述的10kV母线电压合格判定准则为：电压值大于或等于10.0kV小于10.7kV；
计算每段10kV母线电压合格率：10kV母线电压合格率等于电压合格采集周期数之和除以总的采集周期数；
S1-3得出变电站每段10kV母线电压合格率后，取其平均值为该变电站的10kV母线电压合格率，汇总所有变电站的10kV母线电压合格率数据存储于母线电压合格率历史数据库模块；
S1-4若某变电站10kV母线电压合格率低于99.5％，则归类为不合格站点；不合格站点通过母线电压合格率数据处理模块、历史事项信号电压调整分析模块和自动电压控制策略分析评价模块三者追溯变电站母线电压不合格原因；
S2所述主站服务器将电压合格数据结果输出给母线电压合格率数据处理模块，母线电压合格率数据处理模块筛选出电压不合格的数据采集周期，结合这些采集周期内、在数据采集与监视控制系统中的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，通过自动电压控制策略分析评价模块进行对比分析形成第一项母线电压不合格因素并同时送给主站服务器同步控制；
S3自动电压控制策略分析评价完成后，更新母线电压合格率历史数据库模块，以作为历史事项信号电压调整分析模块使用，在电压不合格的数据采集周期内数据采集与监视控制系统中查询造成电压不合格的历史事项信号，形成第二项母线电压不合格因素；
S4形成第一、二项母线电压不合格因素后，主站服务器读取调度日志数据系统中关于运行操作造成电压异常波动的实时记录，根据这些记录判断分析、形成第三项母线电压不合格因素；
S5按照步骤S2至S4中得出的三项母线电压不合格因素，主站服务器形成电压不合格的数据采集周期内的电压合格率分析报告，并由电压合格率分析展示模块自动形成详细的分析报表，同时报表中的数据反馈到母线电压合格率历史数据库进行保存。
4.根据权利要求3所述的电力系统10kV母线电压合格率分析方法，其特征是：所述的步骤S2的第一项母线电压不合格因素由以下方法获得：将每天24小时以1分钟为最小单位分解成10kV母线电压值采集周期，即每天共60*24＝1440个采集周期；每个采集周期内对10kV母线电压值X进行抽取，当X不在合格区间时，在该采集周期内读取数据采集与监视控制系统的关于电压自动控制动作信息和人工介入调节电压信息，同时统计24小时内电压合格周期数Y，若Y除以1440小于99.5％，则判定该变电站的10kV母线电压不合格；
当某站的10kV母线电压越限时，首先由电压自动控制装置调整，电压自动控制超时则通过电力调度员的人工调压介入去将母线电压调整到合格区间，且在该种情况下自动电压控制策略分析评价为异常，异常情况录入母线电压合格率分析系统；
另外若10kV母线的电压越上限、且电压自动控制装置和人工介入调压均无动作时，自动电压控制策略分析同样评价为异常，电压自动控制装置和人工介入调压异常情况录入母线电压合格率分析系统。
5.根据权利要求4所述的电力系统10kV母线电压合格率分析方法，其特征是：所述步骤S3的第二项母线电压不合格因素直接从筛选后母线电压不合格的采集周期获得，即历史事项信号的电压调整分析是把SCADA数据采集与监视控制系统中关于电压越限信号、开关刀闸遥测信号、AVC动作信号从信号事项数据库抽取出来，对上述信号按SOE事件顺序时间序列进行分析比较，以此找出电压不合格的具体原因：正常情况下母线电压不合格发生时，数据采集与监视控制系统的历史事项信号中应包括电压越限信号、开关刀闸遥测信号和AVC动作信号，假如在某个母线电压不合格周期中，缺少其中一项或以上的上述历史事项信号，则母线电压分析系统则将该历史事项记入第二项母线电压不合格因素。
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