CN105023198A - 一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，包括以下步骤(1)实时接收遥测变化数据、遥信变位数据，结合网络模型，实时判断机组有功出力是否发生遥测突变归零，实时判断发电机/发变组出口开关是否发生遥信分闸；(2)根据发生遥测突变归零或遥信分闸的发电厂名称，将发电厂和电网侧的模型简化为发电机-线路-负荷的简化模型；(3)首先计算简化模型的虚拟负荷有功变化量ΔPL和虚拟发电机变化量ΔPG；然后计算两者的比值，将两者的比值和预先定义的门槛值Pset进行比较，得出辨识处理结果；(4)输出相应的辨识信息。本发明提高了调度自动化系统告警功能异常数据处理能力，提升了告警功能的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，属于电力系统智能分析与控制技术领域。
背景技术
电网基础数据质量是影响调度自动化系统各项功能计算结果正确性的关键因素。实际运行中由于子站监控系统或站端装置不稳定引起的基础数据质量异常问题时有发生，尤其是在设备故障情况下，数据质量异常往往导致调度自动化系统告警功能不能正确产生相关告警信息，延缓了系统运行人员故障处置的时间，增加了故障处置难度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，提高了调度自动化系统告警功能异常数据处理能力，提升了告警功能的可靠性。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，包括以下几个步骤：(1)数据预处理：在电网调度中心侧实时接收子站侧上送的遥测变化数据、遥信变位数据，结合电网拓扑方式，首先分析发电机/发变组有功出力的前后变化量，若有功出力从机组额定出力30％及以上突变为零，则机组有功出力发生遥测突变归零；其次若发电机/发变组出口开关状态由合转分，则发电机/发变组出口开关发生遥信分闸；如果机组有功出力发生突变或者发电机/发变组出口开关发生遥信分闸，则启动发电厂数据异常辨识；(2)发电厂虚拟模型等值：根据发生遥测突变归零或遥信分闸的发电厂名称，自动将对应发电厂出线的所有线路对侧等值成一个虚拟负荷，将发电厂所有发变组等值成一个虚拟发电机，将发电厂所有出线的线路等值成一条支路，从而将发电厂和电网侧的模型简化为发电机-线路-负荷的简化模型；(3)数据辨识处理：首先计算简化模型的虚拟负荷有功变化量ΔPL和虚拟发电机变化量ΔPG；然后根据遥测、遥信的变化情况以及电网实时拓扑方式，同时结合基尔霍夫定律，建立基于网络规则的约束判据：若ΔPL/ΔPG≤Pset，且发电机/发变组数据发生跳变，则发电机/发变组数据跳变为异常跳变，否则为正常跳变；若ΔPL/ΔPG≥Pset，且发电机/发变组有功突变为零但对应发电机/发变组出口开关未变位，则发电机/发变组出口开关遥信变位异常；若ΔPL/ΔPG≥Pset，且发电机/发变组出口开关变位但发电机/发变组有功出力未归零，则发电机/发变组有功出力遥测异常；其中，Pset为预先定义的门槛值；(4)辨识结果输出：根据步骤(3)得到的辨识处理结果，输出相应的辨识信息，即发电厂数据正常跳变、发电厂数据异常跳变、发电机有功出力遥测异常和发电机/发变组出口开关遥信变位异常。
步骤(3)中，所述虚拟负荷有功变化量ΔPL＝PL0–PL[0],其中PL0为机组遥测变化或发电机/发变组出口开关变位后的虚拟负荷有功值，PL[0]为机组遥测变化之前或发电机/发变组出口开关变位前的虚拟负荷有功值；
所述虚拟发电机变化量ΔPG＝PG0–PG[0],其中PG0为机组遥测变化或发电机/发变组出口开关变位后的虚拟机组有功出力，PG[0]为机组遥测变化之前或发电机/发变组出口开关变位前的虚拟机组有功出力。
步骤(3)中，所述预先定义的门槛值Pset默认值为0.5。
本发明通过对发电厂遥测数据异常跳变、机组解列数据异常的辨识处理，可以在线识别发电厂的错误数据，为改善设备故障告警规则，辅助系统维护人员及时掌握数据异常情况提供了有效工具。
附图说明
图1为本发明的一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明的工作原理如下：分析发电厂数据跳变规律以及机组故障跳闸的数据突变机理，建立基于网络规则约束的数据校验模型，通过实时接收电网的遥测、遥信数据，自动判断机组的开关变位和有功量测变化数据，根据数据校验模型及规则，对发电厂数据跳变和机组故障跳闸数据异常情况进行辨识处理。
发电厂数据异常辨识主要包括发电厂遥测数据异常跳变辨识和机组解列数据异常辨识。
发电厂遥测数据异常跳变辨识：将发电厂所有出线的线路对侧等值成一个虚拟负荷，将发电厂所有发变组等值成一个虚拟发电机，将发电厂所有出线的线路等值成一条支路，因此发电厂和电网侧的模型可简化为发电机-线路-负荷的简化模型。因此若发电厂遥测数据发生变化时，则虚拟发电机数据发生变化，根据电路原理，相应负荷也将同时变化，考虑到等值支路的网损，若虚拟负荷变化小于虚拟发电机变化的一定门槛值后，则虚拟发电机即发电厂变化数据为异常跳变数据，否则虚拟发电机即发电厂的变化数据为正常跳变数据。由于虚拟负荷在计算时采用的是发电厂出线线路的对端量测数据，因此可有效避免发电厂监控系统异常引起遥测数据跳变无法辨识的问题。
机组解列数据异常辨识：机组解列的数据变化包括发电机/发变组出口开关变位、机组有功量测突变为零。实际运行中，往往会出现开关变位信号丢失或机组有功量测不变化两种情况。采用发电厂遥测数据异常跳变辨识的类似方法，若发电机/发变组出口开关变位而机组有功量测不变化，但虚拟负荷变化超过虚拟发电机变化的门槛值，则机组有功量测异常，否则为发电机/发变组出口开关变位异常；若机组有功量测突降为零但发电机/发变组出口开关未变位，但虚拟负荷变化超过虚拟发电机变化的门槛值，则发电机/发变组出口开关变位信号异常，否则为机组有功量测异常。
参见图1，本发明的一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，包括下列步骤：
(1)数据预处理：在电网调度中心侧实时接收子站侧上送的遥测变化数据和遥信变位数据，并结合网络模型，实时判断机组有功出力是否突变归零，或发电机/发变组出口开关发生遥信分闸；
(2)发电厂虚拟模型等值：根据发生遥测突变或遥信分闸的发电厂名称，自动将对应发电厂出线的所有线路对侧等值成一个虚拟负荷，将发电厂所有发变组等值成一个虚拟发电机，将发电厂所有出线的线路等值成一条支路，形成发电机-线路-负荷的简化模型。
(3)数据辨识处理：首先计算虚拟负荷有功变化量和虚拟发电机变化量，然后计算两者的比值，将两者的比值和预定的门槛值进行比较，根据比较结果以及遥测、遥信数据，给出数据辨识结论。
(4)辨识结果输出：根据辨识处理结果，输出相应的辨识信息，包括四类：1)发电厂数据正常跳变；2)发电厂数据异常跳变；3)发电机有功遥测异常；4)发电机/发变组出口开关遥信变位异常。
利用电网模型和实时拓扑信息，形成发电厂简化等值模型：将发电厂出线的所有线路对侧等值成一个虚拟负荷，将发电厂所有发变组等值成一个虚拟发电机，将发电厂所有出线的线路等值成一条支路，因此发电厂和电网侧的模型可简化为发电机-线路-负荷的简化模型。
将电厂出线的对侧等值成虚拟负荷，因此在计算虚拟负荷变化量时，其计算结果不会因为发电厂侧数据异常跳变的影响，计算结果的可信度增强。
发电厂数据跳变辨识处理：计算数据跳变前后虚拟负荷和虚拟发电机有功变化量的绝对值，当虚拟负荷有功变化绝对值除以虚拟发电机有功变化绝对值的数值小于预定的门槛值时(一般情况下为0.5)，则发电厂数据跳变为异常跳变，否则发电厂数据跳变为正常跳变。
机组解列异常数据辨识处理：记录发电机有功突变为零时刻或发电机/发变组出口开关变位时刻，计算该时刻前后虚拟负荷和虚拟发电机有功变化量的绝对值，当虚拟负荷有功变化绝对值除以虚拟发电机有功变化绝对值的数值大于预定的门槛值时(一般情况下为0.5)，若发电机有功突变为零且发电机/发变组出口开关未变位时，则发电机/发变组出口开关遥信变位异常，若发电机/发变组出口开关未变位但发电机有功未突变零时，则发电机有功遥测异常。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）数据预处理：在电网调度中心侧实时接收子站侧上送的遥测变化数据、遥信变位数据，结合电网拓扑方式，首先分析发电机/发变组有功出力的前后变化量，若有功出力从机组额定出力30%及以上突变为零，则机组有功出力发生遥测突变归零；其次若发电机/发变组出口开关状态由合转分，则发电机/发变组出口开关发生遥信分闸；如果机组有功出力发生突变或者发电机/发变组出口开关发生遥信分闸，则启动发电厂数据异常辨识转向步骤（2）；
（2）发电厂虚拟模型等值：根据发生遥测突变归零或遥信分闸的发电厂名称，自动将对应发电厂出线的所有线路对侧等值成一个虚拟负荷，将发电厂所有发变组等值成一个虚拟发电机，将发电厂所有出线的线路等值成一条支路，从而将发电厂和电网侧的模型简化为发电机-线路-负荷的简化模型；
（3）数据辨识处理：首先计算简化模型的虚拟负荷有功变化量ΔPL和虚拟发电机变化量ΔPG；然后根据遥测、遥信的变化情况以及电网实时拓扑方式，同时结合基尔霍夫定律，建立基于网络规则的约束判据：
若ΔPL/ΔPG≤Pset，且发电机/发变组数据发生跳变，则发电机/发变组数据跳变为异常跳变，否则为正常跳变；
若ΔPL/ΔPG≥Pset，且发电机/发变组有功突变为零但对应发电机/发变组出口开关未变位，则发电机/发变组出口开关遥信变位异常；
若ΔPL/ΔPG≥Pset，且发电机/发变组出口开关变位但发电机/发变组有功出力未归零，则发电机/发变组有功出力遥测异常；
其中，Pset为预先定义的门槛值；
（4）辨识结果输出：根据步骤（3）得到的辨识处理结果，输出相应的辨识信息，即发电厂数据正常跳变、发电厂数据异常跳变、发电机有功出力遥测异常和发电机/发变组出口开关遥信变位异常。
2.根据权利要求1所述的基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，其特征在于，步骤（3）中，所述虚拟负荷有功变化量ΔPL=PL0–PL[0],其中PL0为机组遥测变化或发电机/发变组出口开关变位后的虚拟负荷有功值，PL[0]为机组遥测变化之前或发电机/发变组出口开关变位前的虚拟负荷有功值；
所述虚拟发电机变化量ΔPG=PG0–PG[0],其中PG0为机组遥测变化或发电机/发变组出口开关变位后的虚拟机组有功出力，PG[0]为机组遥测变化之前或发电机/发变组出口开关变位前的虚拟机组有功出力。
3.根据权利要求1所述的基于网络规则约束的发电厂数据异常辨识方法，其特征在于，步骤（3）中，所述预先定义的门槛值Pset默认值为0.5。
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