CN108988327B - 一种母线电压动态可视化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种母线电压动态可视化的方法。解决现有技术中对电压数据展示具有厂站分散性、指标单一化、展示形式静态化的问题。本发明采用集中式的立体可视化柱状图，利用坐标系动态自适应技术，全面、直观地将电压值、电压上限值和下限值、电压值越限的裕度、电压值越限百分比等指标动态地展现出来，为运行人员高效地调整电压提供依据。

Description

一种母线电压动态可视化的方法
技术领域
本发明涉及电力监控技术领域，尤其是涉及一种母线电压动态可视化的方法。
背景技术
新能源并网环境下，由于新能源发电的波动性和间歇性，引起电网电压波动较大，加大了电压调整的难度。然而目前的电力调度自动化系统中，对电压数据的展示具有厂站分散性、指标单一化、展示形式静态化等特点，具体表现在：(1)采用厂站分散式地展示，单个界面内只展示一个厂站的数据，要查看所有厂站的数据，需要在不同界面之间频繁切换；(2)采用简单的数值展示或曲线展示，只展示电压的数值大小这一个指标，不展示电压上限值和下限值，电压值越限的裕度、电压值越限的百分比等指标；(3)采用固定的坐标轴尺度和范围展示数值的大小，当数值变化较小时，在展示图上看不出明显的变化，且当三相电压大小相近时，在展示图上看不出三相电压大小的差异。这些特点都不利于提高运行人员调整电压的效率。因此寻找一种集中式、全面化、动态化地展示电压各项指标的方法变得尤为重要。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中对电压数据展示具有厂站分散性、指标单一化、展示形式静态化的问题，提供了一种母线电压动态可视化的方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种母线电压动态可视化的方法，包括以下步骤：
S1.实时采集每条母线三相电压数据，根据设定的母线电压上限值和下限值对每相电压值进行越限判断，对越限的相电压计算越限百分比；
S2.根据电压实时数据、电压上限值、电压下限值和Y坐标轴的长度计算三相电压的最大值、最小值、Y坐标轴的范围和Y坐标轴的尺度；
S3.为每条母线建立坐标系，在坐标系上绘制母线三相电压三维柱状图，根据电压上限值和电压下限值划分电压值区间，对越限电压参数进行动态标示；
S4.设定各个区间内三维柱状图颜色，根据电压值所属区间对各柱状图进行颜色标示；
S5.建立交互界面，实时将相同电压等级的母线电压指标在同一界面进行展示；
S6.相隔预定的时间间隔重复步骤S1-S5，对柱状图及参数进行动态更新。参数包括三相电压的最大值、最小值、Y坐标轴的范围和Y坐标轴的尺度。根据实时采集的数据，实时调节柱状图的高度，当柱状图由一个区间跨越进入到另一个区间时，将柱状图的颜色由原区间的颜色改变为新区间的颜色。
本发明能够根据实时采集的母线三相电压来建立三维柱状图，对柱状图的高度、颜色进行动态变化展示，并根据电压越限情况，对电压越限百分比进行标示，使得表征电压的各项指标展示更加全面和直观，解决了传统展示只能显示数值大小，功能单一的问题，大大提高了运行人员进行电压监测和调整的效率。在同一界面对相同电压等级的母线电压指标进行集中展示，使得工作人员能够在单个页面查看所有厂站数据，无需在各厂站之间频繁切换，为运行人员进行电压监测提供了极大的便利。中性点不接地系统中，10kV母线单相接地时，动态可视化图效果直观，为运行人员及时发现和处理接地故障提供依据，提高了事故处理的效率。
作为一种优选方案，所述步骤S1的具体过程包括：
S11.实时采集每条母线的相电压Va、Vb、Vc；
S12.设定母线电压上限值Vup和下限值Vdown；
S13.分别判断相电压Va、Vb、Vc是否大于电压上限值Vup或小于下限值Vdown；
S14.若其中某一相电压大于电压上限值Vup，则判断该相电压值越上限，若小于电压下限值Vdown，则判断该相电压值越下限；
S15.计算越限的相电压的越限百分比，其中
Figure BDA0001746640970000031
Figure BDA0001746640970000032
作为一种优选方案，所述步骤S2具体过程包括：
S21.根据相电压实时数据Va、Vb、Vc计算相电压的最大值Vmax、最小值Vmin，
Vmax＝max{Va,Vb,Vc}，
Vmin＝min{Va,Vb,Vc}。
S22.根据母线电压上限值Vup、电压下限值Vdown，三相电压最大值Vmax、最小值Vmin计算Y坐标轴的范围[Ymin,Ymax]，
若Vdwon<Vmin<Vmax<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vdown-0.01,Vup+0.01]；
若Vdwon<Vmin<Vup<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vdown-a,Vmax+a]；
若Vmin<Vdwon<Vmax<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vup+a]；
若Vmin<Vdwon<Vup<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vmax+a]；
若Vmin<Vmax<Vdwon<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vup+a]；
若Vdwon<Vup<Vmin<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vdwon-a,Vmax+a]；
其中a为正数。本方案中a为一个较小的正数，定义Y坐标轴的最小值/最大值减去/加上a是为了避免因电压最小值是Y坐标轴的基值而对应的柱状图高度为零。
S23.根据Y坐标轴的长度Ly、Y坐标轴的范围[Ymin,Ymax]计算Y坐标轴的尺度Yscale，
Figure BDA0001746640970000041
作为一种优选方案，所述步骤S3的具体过程为：
S31.以相电压Va、Vb、Vc为X轴，相电压的电压值为Y轴，建立坐标系；
S32.按照Y坐标轴的尺度、Y坐标轴的范围在坐标系上绘制三维柱状图；
S33.根据电压上限值和电压下限值在三维柱状图上绘制电压上限线和电压下限线，电压上限线和电压下限线将电压值划分为越上限区间、正常区间、越下限区间；
S34.对各相电压柱状图标示电压值，并对越限的相电压柱状图标示越限百分比。
因此，本发明的优点是：
1.在同一界面对相同电压等级的母线电压指标进行集中展示，使得工作人员能够在单个页面查看所有厂站数据，无需在各厂站之间频繁切换，为运行人员进行电压监测提供了极大的便利。
2.实时采集母线三相电压来绘制柱状图，对柱状图的高度、颜色进行动态变化展示，并根据电压越限情况，对电压越限的百分比进行动态标示，使得表征电压的各项指标展示更加全面和直观，解决了传统展示只能显示数值大小，功能单一的问题，大大提高了运行人员进行电压监测和调整的效率。
3.对于10kV母线电压动态可视化界面，在中性点不接地系统中当10kV母线单相接地时，接地相电压接近于零、非故障相电压升高为线电压，动态可视化图效果直观，为运行人员及时发现和处理接地故障提供依据，提高了事故处理的效率。
附图说明
图1是本发明坐标系中尺度、范围和柱状图动态变化的一种示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例一种母线电压动态可视化的方法，包括以下步骤：
S1.实时采集每条母线三相电压数据，根据设定的母线电压上限值和下限值对每相电压值进行越限判断，对越限的相电压计算越限百分比；具体过程包括：
S11.实时采集每条母线的相电压Va、Vb、Vc；
S12.设定母线电压上限值Vup和下限值Vdown；
S13.分别判断相电压Va、Vb、Vc是否大于电压上限值Vup或小于下限值Vdown；
S14.若其中某一相电压大于电压上限值Vup，则判断该相电压值越上限，若小于电压下限值Vdown，则判断该相电压值越下限；
S15.计算越限的相电压的越限百分比，其中
Figure BDA0001746640970000061
Figure BDA0001746640970000062
本实施例中以某10kV母线为例，t1时刻采集到该母线相电压Va、Vb、Vc分别为5.96kV、6.19kV、5.76kV。根据国家和行业标准规定的10kV母线相电压上限值Vup为6.1776kV，下限值Vdown为5.7735kV，通过判断得知相电压Vb越上限，相电压Vc越下限，然后经计算知：相电压Vb越上限百分比为0.2％；相电压Vc越下限百分比为0.23％。
S2.根据电压实时数据、电压上限值、电压下限值和Y坐标轴的长度计算三相电压的最大值、最小值、Y坐标轴的范围和Y坐标轴的尺度；具体过程包括：
S21.根据相电压实时数据Va、Vb、Vc计算相电压的最大值Vmax、最小值Vmin，
Vmax＝max{Va,Vb,Vc}，
Vmin＝min{Va,Vb,Vc}。
Y坐标轴的范围的计算过程包括：
S22.根据母线电压上限值Vup、电压下限值Vdown，三相电压最大值Vmax、最小值Vmin计算Y坐标轴的范围[Ymin,Ymax]，
若Vdwon<Vmin<Vmax<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vdown-0.01,Vup+0.01]；
若Vdwon<Vmin<Vup<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vdown-a,Vmax+a]；
若Vmin<Vdwon<Vmax<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vup+a]；
若Vmin<Vdwon<Vup<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vmax+a]；
若Vmin<Vmax<Vdwon<Vup，则[Ymin,Ymax]＝[Vmin-a,Vup+a]；
若Vdwon<Vup<Vmin<Vmax，则[Ymin,Ymax]＝[Vdwon-a,Vmax+a]；
其中a为正数。
S23.根据Y坐标轴的长度Ly、Y坐标轴的范围[Ymin,Ymax]计算Y坐标轴的尺度Yscale，
Figure BDA0001746640970000071
根据上述例子，计算出相电压Va、Vb、Vc的最大值Vmax为6.19kV，最小值Vmin为5.76kV，取a为0.01，Y坐标轴的范围为[5.75kV，6.20kV]。
S3.为每条母线建立坐标系，在坐标系上绘制母线三相电压三维柱状图，根据电压上限值和电压下限值划分电压值区间，对越限电压参数进行动态标示；具体过程为：
S31.以相电压Va、Vb、Vc为X轴，相电压的电压值为Y轴，建立坐标系；
S32.按照Y坐标轴的尺度、Y坐标轴的范围在坐标系上绘制三维柱状图；
S33.根据电压上限值和电压下限值在三维柱状图上绘制电压上限线和电压下限线，电压上限线和电压下限线将电压值划分为越上限区间、正常区间、越下限区间；
S34.对各相电压柱状图标示电压值，并对越限的相电压柱状图标示越限百分比。
最后绘制成的坐标轴图形如图1(a)所示。根据电压上限线和电压下线划分得到正常区间为[5.7735，6.1776]，越上限区间为(6.1776,+∞)，越下限区间为[0,5.7735)，柱状图的顶部与电压上限线和电压下限线之间的距离可展现电压值越限的裕度。
S4.设定各个区间内三维柱状图颜色，根据电压值所属区间对各柱状图进行颜色标示；
分别设定正常区间、越上限区间、越下限区间的柱状图颜色为蓝色、红色、绿色，则相电压Va为5.96kV，对应的柱状图颜色为蓝色，相电压Vb为6.19kV，对应的柱状图颜色为红色，相电压Vc为5.76kV，对应的柱状图颜色为绿色。
S5.建立交互界面，实时将相同电压等级的母线电压指标在同一界面进行展示；
S6.相隔预定的时间间隔重复步骤S1-S5，对柱状图进行动态更新。如t2时刻采集到的10kV母线的相电压Va、Vb、Vc分别为10.04kV、10.06kV、0.03kV，更新后及柱状图如图1(b)所示，当柱状图发生变化由一个区间跨越进入到另一个区间时，柱状图的颜色由原区间的颜色改变为新区间的颜色。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种母线电压动态可视化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.实时采集每条母线三相电压数据，根据设定的母线电压上限值和下限值对每相电压值进行越限判断，对越限的相电压计算越限百分比；
S2.根据电压实时数据、电压上限值、电压下限值和Y坐标轴的长度计算三相电压的最大值、最小值、Y坐标轴的范围和Y坐标轴的尺度；具体过程包括：
S21.根据相电压实时数据Va、Vb、Vc计算相电压的最大值Vmax、最小值Vmin，
Vmax＝max{Va，Vb，Vc}，
Vmin＝min{Va，Vb，Vc}；
S22.根据母线电压上限值Vup、电压下限值Vdown，三相电压最大值Vmax、最小值Vmin计算Y坐标轴的范围[Ymin，Ymax]，
若Vdwon＜Vmin＜Vmax＜Vup，则[Ymin，Ymax]＝[Vdown-a，Vup+a]；
若Vdwon＜Vmin＜Vup＜Vmax，则[Ymin，Ymax]＝[Vdown-a，Vmax+a]；
若Vmin＜Vdwon＜Vmax＜Vup，则[Ymin，Ymax]＝[Vmin-a，Vup+a]；
若Vmin＜Vdwon＜Vup＜Vmax，则[Ymin，Ymax]＝[Vmin-a，Vmax+a]；
若Vmin＜Vmax＜Vdwon＜Vup，则[Ymin，Ymax]＝[Vmin-a，Vup+a]；
若Vdwon＜Vup＜Vmin＜Vmax，则[Ymin，Ymax]＝[Vdwon-a，Vmax+a]；
其中a为正数；
S23.根据Y坐标轴的长度Ly、Y坐标轴的范围[Ymin，Ymax]计算Y坐标轴的尺度Yscale，
Figure FDA0002337726120000021
S3.为每条母线建立坐标系，在坐标系上绘制母线三相电压三维柱状图，根据电压上限值和电压下限值划分电压值区间，对越限电压参数进行动态标示；
S4.设定各个区间内三维柱状图颜色，根据电压值所属区间对各柱状图进行颜色标示；
S5.建立交互界面，实时将相同电压等级的母线电压指标在同一界面进行展示；
S6.相隔预定的时间间隔重复步骤S1-S5，对柱状图及参数进行动态更新。
2.根据权利要求1所述的一种母线电压动态可视化的方法，其特征是所述步骤S1的具体过程包括：
S11.实时采集每条母线的相电压Va、Vb、Vc；
S12.设定母线电压上限值Vup和下限值Vdown；
S13.分别判断相电压Va、Vb、Vc是否大于电压上限值Vup或小于下限值Vdown；
S14.若其中某一相电压大于电压上限值Vup，则判断该相电压值越上限，若小于电压下限值Vdown，则判断该相电压值越下限；
S15.计算越限的相电压的越限百分比，其中
Figure FDA0002337726120000031
Figure FDA0002337726120000032
3.根据权利要求1所述的一种母线电压动态可视化的方法，其特征是所述步骤S3的具体过程为：
S31.以相电压Va、Vb、Vc为X轴，相电压的电压值为Y轴，建立坐标系；
S32.按照Y坐标轴的尺度、Y坐标轴的范围在坐标系上绘制三维柱状图；
S33.根据电压上限值和电压下限值在三维柱状图上绘制电压上限线和电压下限线，电压上限线和电压下限线将电压值划分为越上限区间、正常区间、越下限区间；
S34.对各相电压柱状图标示电压值，并对越限的相电压柱状图标示越限百分比。
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