CN106529015A - 一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，包括以下步骤：S1：采集电力系统中多个控制区域的频率信息、电压和功率信息的调整行为对联络线功率越限的负面作用和正面作用，将上述信息编辑成待识别对象；S2：建立虚拟现实终端；S3：虚拟现实终端在虚拟环境下对控制区域的电力设备进行虚拟建模；S4：计算联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度值，S5：分析实际工作状态下该责任区域在电力系统中的工作情况，查找出该系统中电力机构的工作参数并对其进行调整。

Description

一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法。

背景技术

在增强现实的环境中，使用者可以看到真实环境的同时还可以看到计算机产生的增强的信息，可以将显示器屏幕扩展到真实环境，使计算机窗口与图标叠映于现实对象中，然后由用户的眼睛或者是手指进行点击操作，让三维物体在用户的全景视野中根据当前任务或需要进行交互改变其形状或者外观，将虚拟场景叠加到真实场景中。因此它被广泛应用到军事、医学、制造、娱乐等多个领域。

为满足大规模、远距离、高效率电力输送的要求，推动国家清洁能源开发目标的实现以及清洁能源的高效利用，提高电网运行安全性和社会综合效益，国家电网公司推动建设特高压交直流混合电网，因此，在特高压环境下，应更加注重系统安全，联络线功率波动的控制更为重要。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，包括以下步骤：

S1：采集电力系统中多个控制区域的频率信息、电压和功率信息的调整行为对联络线功率越限的负面作用和正面作用，将上述信息编辑成待识别对象；

S2：建立虚拟现实终端，所述的虚拟现实终端与待识别对象建立识别匹配关系，所述虚拟现实终端在二维空间下识别呆识别对象对其进行空间转换，转换成虚拟环境下的三维空间，在三维虚拟空间下查看多个控制区域的电路控制系统的工作状态情况；

S3：虚拟现实终端在虚拟环境下对控制区域的电力设备进行虚拟建模，建立电力设备的CAD模型和工作状态下与其配合的仿真模型，结合其工作的情景模式对电力设备的电压信息、频率信息进行实时跟踪和记录、生成3D仿真模式；

S4：所述虚拟现实终端调取电力系统中各控制区域的区域控制偏差与联络线功率变化的关系，计算联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度值，分析每条联络线的功率变化与电力系统中各控制区域的区域控制偏差的一一对应的关系，从而查找出引起联络线功率变化的责任区域；

S5：分析实际工作状态下该责任区域在电力系统中的工作情况，查找出该系统中电力机构的工作参数并对其进行调整。

S2中虚拟现实终端在进行空间转换时首先建立三维空间的坐标原点根据该原点坐标建立三维空间的半球空间和球面空间最后锁定该三维空间。

S4中：获取联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度的方法如下

首先计算发电机功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度：

发电转移分布因子用于表征发电机增加单位有功出力所引起的支路有功潮流变化量，发电节点g对支路ij的转移系数为：

式中，ΔP_g为发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为支路ij潮流功率变化量，A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，即发电机g的功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度；

由于发电转移分布因子基于直流，通过直流潮流方程推导出发电转移分布因子计算表达式，若发电机g的发电功率变化ΔP_g，其余发电机保持不变，则：

式中A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，x_ig，x_jg为节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗，从而可由发电转移分布因子计算出整个互联电网中各个节点的功率变化对线路ij潮流的影响：

式中，ΔP_g为控制区域x内发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为联络线ij的功率变化，x_ig、x_jg为控制区域x的节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，将虚拟现实技术与电力控制领域相结合，使得电力控制方面的工作人员采用虚拟现实终端在虚拟环境下观看电力控制系统中各个控制区域的区域控制偏差与联络线功率变化的关系，从而更加真切的查看电力系统各个控制区域的工作状态，使得实际过程中我们可以更好的了解和控制电力系统的工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示的一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：采集电力系统中多个控制区域的频率信息、电压和功率信息的调整行为对联络线功率越限的负面作用和正面作用，将上述信息编辑成待识别对象。

有功控制的评价是对控制区域整体行为的评价，主流思路是以区域控制偏差ACE作为衡量区域控制行为的依据，因此，在标准设计中也考虑通过考察区域ACE与联络线功率变化的关系来评价控制区域的行为。因此我们需要实时采集到控制区域的具体工作情况。

S2：建立虚拟现实终端，所述的虚拟现实终端与待识别对象建立识别匹配关系，所述虚拟现实终端在二维空间下识别呆识别对象对其进行空间转换，转换成虚拟环境下的三维空间，在三维虚拟空间下查看多个控制区域的电路控制系统的工作状态情况。这样可以让研究人员更好的观看到电力控制系统的工作情况信息，使得观看的更加形象逼真。

S3：虚拟现实终端在虚拟环境下对控制区域的电力设备进行虚拟建模，建立电力设备的CAD模型和工作状态下与其配合的仿真模型，结合其工作的情景模式对电力设备的电压信息、频率信息进行实时跟踪和记录、生成3D仿真模式。在虚拟环境下电力系统的工作可能需要配合其他的情景模式，例如交流网络中的多条支路虚拟有仿真模型、在交流潮流模型基础上简化导出直流潮流模型等等都需要建立模型进行真实的仿真。

S4：所述虚拟现实终端调取电力系统中各控制区域的区域控制偏差与联络线功率变化的关系，计算联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度值，分析每条联络线的功率变化与电力系统中各控制区域的区域控制偏差的一一对应的关系，从而查找出引起联络线功率变化的责任区域；

S5：分析实际工作状态下该责任区域在电力系统中的工作情况，查找出该系统中电力机构的工作参数并对其进行调整。我们可以建立电力系统的标准启动时间点，例如：根据旋转备用情况，设置联络线越限调整恢复允许时间T，T可以取两种值(10分钟和30分钟)，即当若联络线口子偏差异常的省(市)备用充足时，T＝10分钟，若联络线口子偏差异常的省(市)备用不足或全网备用不足时，T＝30分钟。当联络线越限的时间小于此T时，标准不予启动，标准评价的是联络线越限的时间超过T值后的各控制区域的行为。

S2中虚拟现实终端在进行空间转换时首先建立三维空间的坐标原点根据该原点坐标建立三维空间的半球空间和球面空间最后锁定该三维空间。

进一步的，S4中：获取联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度的方法如下

首先计算发电机功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度：

发电转移分布因子用于表征发电机增加单位有功出力所引起的支路有功潮流变化量，发电节点g对支路ij的转移系数为：

式中，ΔP_g为发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为支路ij潮流功率变化量，A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，即发电机g的功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度；

由于发电转移分布因子基于直流，通过直流潮流方程推导出发电转移分布因子计算表达式，若发电机g的发电功率变化ΔP_g，其余发电机保持不变，则：

式中A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，x_ig，x_jg为节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗，从而可由发电转移分布因子计算出整个互联电网中各个节点的功率变化对线路ij潮流的影响：

式中，ΔP_g为控制区域x内发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为联络线ij的功率变化，x_ig、x_jg为控制区域x的节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗。

采用上述方式计算电力系统中控制区域的区域控制偏差的灵敏度，用灵敏度表示每条联络线的功率变化与电力系统中各控制区域的区域控制偏差的一一对应的关系，从而找到出现问题的控制区域，然后我们根据我国电力系统中国对其工作标准的规定对其进行合理控制，例如电压、频率的控制等等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：采集电力系统中多个控制区域的频率信息、电压和功率信息的调整行为对联络线功率越限的负面作用和正面作用，将上述信息编辑成待识别对象；

S2：建立虚拟现实终端，所述的虚拟现实终端与待识别对象建立识别匹配关系，所述虚拟现实终端在二维空间下识别呆识别对象对其进行空间转换，转换成虚拟环境下的三维空间，在三维虚拟空间下查看多个控制区域的电路控制系统的工作状态情况；

S3：虚拟现实终端在虚拟环境下对控制区域的电力设备进行虚拟建模，建立电力设备的CAD模型和工作状态下与其配合的仿真模型，结合其工作的情景模式对电力设备的电压信息、频率信息进行实时跟踪和记录、生成3D仿真模式；

S4：所述虚拟现实终端调取电力系统中各控制区域的区域控制偏差与联络线功率变化的关系，计算联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度值，分析每条联络线的功率变化与电力系统中各控制区域的区域控制偏差的一一对应的关系，从而查找出引起联络线功率变化的责任区域；

S5：分析实际工作状态下该责任区域在电力系统中的工作情况，查找出该系统中电力机构的工作参数并对其进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，其特征还在于：S2中虚拟现实终端在进行空间转换时首先建立三维空间的坐标原点根据该原点坐标建立三维空间的半球空间和球面空间最后锁定该三维空间。

3.根据权利要求1所述的一种基于增强现实技术的电路系统联络线越限仿真方法，其特征还在于：S4中：获取联络线功率变化对各控制区域的区域控制偏差的灵敏度的方法如下

首先计算发电机功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度：

发电转移分布因子用于表征发电机增加单位有功出力所引起的支路有功潮流变化量，发电节点g对支路ij的转移系数为：

$A_{g-ij}=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{ij}}{{\mathrm{\ΔP}}_g}$

式中，ΔP_g为发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为支路ij潮流功率变化量，A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，即发电机g的功率变化对联络线潮流功率变化的灵敏度；

由于发电转移分布因子基于直流，通过直流潮流方程推导出发电转移分布因子计算表达式，若发电机g的发电功率变化ΔP_g，其余发电机保持不变，则：

$A_{g-ij}=\frac{x_{ig}-x_{jg}}{x_{ij}}$

式中A_g-ij为发电节点g对支路ij的转移系数，x_ig，x_jg为节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗，从而可由发电转移分布因子计算出整个互联电网中各个节点的功率变化对线路ij潮流的影响：

${\mathrm{\ΔP}}_{ij}=\underset{g\∈x}{\Σ}{A}_{g-ij}\·{\mathrm{\ΔP}}_g=\underset{g\∈x}{\Σ}\frac{x_{ig}-x_{jg}}{x_{ij}}\·{\mathrm{\ΔP}}_g$

式中，ΔP_g为控制区域x内发电机g的发电功率变化量，ΔP_ij为联络线ij的功率变化，x_ig、x_jg为控制区域x的节点电抗矩阵X对应位置元素，x_ij为支路ij的电抗。