CN109633506A - 直流输电系统中的数据采集校核方法与监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流输电系统中的数据采集校核方法与监测控制系统，属于直流输电技术领域，通过对直流输电系统中同一电气量设置的多个测点，包括主测点和备用测点，备用测点作为主测点的冗余备用，同时计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值，当差值绝对值大于设定阈值的数量大于差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常，然后选择差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为临时主测点。本发明为保护控制系统提供了可靠的测点的测量数据，解决现有测点向保护控制系统发送异常数据、导致保护控制系统的保护误动作或其他异常工况的问题，满足了直流输电系统的稳定运行要求。

Description

直流输电系统中的数据采集校核方法与监测控制系统

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及直流输电系统中的数据采集校核方法与监测控制系统。

背景技术

自上世纪80年代以来，电力传输技术的发展步伐明显加快，提高传输能力的办法不断涌现，既有直流输电技术、柔性交流输电技术、分频输电技术等高新技术，同时也有对现有高压交流输电线路的增容改造技术，如升压改造、复导增容改造、交流输电线路改为直流输电线路的改造技术等等。而直流输电技术对于提高现有传输系统的传输能力、挖掘现有设备潜力，具有十分重要的现实意义，实施起来可收到事半功倍的效果，是远距离大规模输电及其它特殊应用的高效选择之一。未来能源体系将以可再生能源为基础，高压直流输电作为促成未来能源系统的关键，将真正的缔造电网的未来。

传统的直流输电技术因远距离、大容量、高电压、低损耗在我国得到全面运用，特别是更加灵活的柔性直流输电技术更是飞跃发展，使得互感器占据绝对统治地位。互感器的类型不断增多，测量的准确与否将直接关系到保护的可靠性，进而影响到直流输电系统的稳定运行。互感器测量故障主要表现为采样通道品质异常或中断，以及采样数据异常，由于现有的测量系统处理通道品质异常或采样数据异常的机制不完善，导致直流输电系统中的保护控制系统在正常运行时会有一定几率收到异常数据，从而影响保护控制系统的功能和性能。

电子互感器是进行高压直流输电的关键设备，直流输电系统中的保护控制系统需要电子互感器提供真实可靠的一次数据，即如果要测量直流输电系统中的某一电气量，需要设置相应的测点，在该测点布置电气量采集设备，如电子互感器，若电子互感器发生故障，则电子互感器采集的电气量数据将会异常，而此时直流输电系统并无异常，那么，异常的电气量数据提供给保护控制系统进行保护控制则会引起保护控制系统的精度变差、保护控制系统异常运行、保护误动作等问题，进而影响直流输电系统的稳定运行，对用户的日常生产活动造成不利影响，对发电侧的经营者和用电侧的用户均会造成不必要的经济损失。

发明内容

本发明为了保证直流输电系统的安全稳定运行，提供直流输电系统中的数据采集校核方法与监测控制系统，解决现有电气量采集设备向保护控制系统发送异常数据、导致保护控制系统的保护误动作或其他异常工况的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种直流输电系统中的数据采集校核方法，包括以下步骤：

1)获取直流输电系统中同一电气量的主测点和至少两个备用测点的测量数据，分别计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值；

2)当差值绝对值大于设定阈值的数量大于差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常，选择差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为电气量的真实数据。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种直流输电系统中的监测控制系统，包括处理器，处理器分别用于连接主测点处设置的电气量采集设备，以及用于连接备用测点处设置的电气量采集设备，主测点和备用测点用于获取直流输电系统中同一电气量的数据，处理器用于执行指令以实现以上步骤1)和步骤2)。

上述数据采集校核方法和监测控制系统通过对直流输电系统中同一电气量设置的多个测点，包括主测点和备用测点，备用测点作为主测点的冗余备用，同时，计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值，当差值绝对值大于设定阈值的数量，大于差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常，然后选择差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为主测点。本发明为保护控制系统提供了可靠的测点的测量数据，解决现有测点向保护控制系统发送异常数据、导致保护控制系统的保护误动作或其他异常工况的问题，满足了直流输电系统的稳定运行要求。

为保证当备用测点的数量为两个或三个时能够判断出主测点的数据异常，当主测点的测量数据与各备用测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定主测点的测量数据异常，将被选的备用测点的测量数据作为上述电气量的真实数据。

为实现备用测点的测量数据异常的判别，当选中一个备用测点的测量数据与其余各测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定该备用测点的测量数据异常。

附图说明

图1是本发明的直流输电系统中设置主测点和备用测点的示意图；

图2是本发明的一种数据采集校核方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

直流输电系统中的数据采集校核方法实施例：

如图1所示的直流输电系统，该直流输电系统包括依次连接的交流场、换流变压器、换流器和直流场，为实现对直流输电系统中各个部分的监控保护，需要在各个部分设置对应的测点，以实现对应电气量的监测，以直流电压的电气量为例，图1中的直流电压的测点有三个，包括主测点1、备用测点2和备用测点3，其中，主测点1的测量数据Ud1为换流器出口电压，备用测点2的测量数据Ud2为直流正极母线电压，备用测点3的测量数据Ud3为子模块电压。

本实施例中直流输电系统的额定直流电压为500kV，以主测点1出现异常数据为例，且设置动作阈值m为25kV，假设主测点1的测量数据Ud1为450kV，备用测点2的测量数据Ud2为500kV，备用测点3的测量数据Ud3为502kV，由于存在采样误差，上述备用测点2和测点3的测量数据不会完全一致。

将采集到的三个测点的测量数据进行数据异常判断，计算不同测点的测量数据间的差值，分别为Delt1、Delt2和Delt3：

Delt1＝Ud1-Ud2＝450-500＝-50kV；

Delt2＝Ud1-Ud3＝450-502＝-52kV；

Delt3＝Ud2-Ud3＝500-502＝-2kV。

测量数据异常判定的启动条件有：启动条件1为|Delt1|>m，启动条件2为|Delt2|>m，启动条件3为|Delt3|>m，m为动作阈值，可根据需要进行配置。若启动条件1和启动条件2同时出口则判定主测点1的测量数据异常；若启动条件1和启动条件3同时出口则判定备用测点2的测量数据异常；若启动条件2和启动条件3同时出口则判定备用测点3的测量数据异常。

根据上述计算得到的Delt1、Delt2和Delt3，可以得出|Delt1|＝50kV>m，|Delt2|＝52kV>m，|Delt3|＝2kV＜m，启动条件1和启动条件2同时出口，判定直流电压主测点1数据异常，备用测点2和备用测点3数据正常。

判定主测点1的测量数据异常后，首先执行切换至备用测点2的测量数据，将备用测点2的测量数据作为直流电压的真实数据，以保证直流输电系统的持续稳定运行。

以上是一个主测点配备两个备用测点的实施方式，作为其他实施方式，一个主测点还可以配备三个备用测点，此时判定主测点的测量数据异常的判定条件为：主测点的测量数据与各备用测点的测量数据的差值绝对值均大于动作阈值。若主测点的测量数据异常，则选择测量数据正常的备用测点作为临时主测点(当原主测点的数据恢复正常后，还是选用原主测点的数据)，用于为保护控制系统提供测量数据。因此，还需判断备用测点的测量数据是否异常，判定条件为：选定的一个备用测点的测量数据与剩余各测点(包括主测点和备用测点)的测量数据的差值绝对值均大于动作阈值。

本发明实现了直流输电系统中主测点的测量数据的实时校核和处理，减少因为保护控制系统采集到的数据异常导致的误动作或其他异常工况的发生，同时能明确异常测量数据产生的故障位置，减少了检修时间，提升了检修效率。

直流输电系统中的监测控制系统实施例：

本实施例在上述数据采集校核方法实施例的基础之上，提出了一种直流输电系统中的监测控制系统，包括处理器，处理器分别用于连接主测点处设置的电气量采集设备，以及用于连接备用测点处设置的电气量采集设备，主测点和备用测点用于获取直流输电系统中同一电气量的数据，例如测量电流或电压。该处理器用于执行指令以实现以下步骤：

获取直流输电系统中同一电气量的主测点和备用测点的测量数据，分别计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值。

当备用测点的数量为两个或三个，且主测点的测量数据与各备用测点的测量数据的差值绝对值大于设定阈值时，判定主测点的测量数据异常，选择其中一个备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为上面电气量的真实数据。

当备用测点的数量大于三个，且求取的差值绝对值大于设定阈值的数量大于差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常(例如备用测点为四个，判定主测点的测量数据异常的条件应为4>0或3>1，即差值绝对值大于设定阈值的数量为4、差值绝对值不大于设定阈值的数量为0，或者，差值绝对值大于设定阈值的数量为3、差值绝对值不大于设定阈值的数量为1)。

选择差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为上面电气量的真实数据。该被选的备用测点应是测量数据正常的测点，备用测点的测量数据异常的判定方法与上述数据采集校核方法实施例中的相同。

在以上所有实施例(数据采集校核方法实施例和监测控制系统实施例)中，在备用测点为两个或三个时，只能判定一个测点(主测点或备用测点)的测量数据异常，无法判定两个测点的测量数据异常，即当主测点的备用测点为两个或三个，若要判定其中一个测点的测量数据异常，那么其他测点的测量数据正常。

上述监测控制系统中的电气量采集设备，优选为用于测量电气量的互感器，即测量的电气量是电压时，主测点和备用测点设置的是电压互感器，测量的电气量是电流时，主测点和备用测点设置的是电流互感器。

本实施例中的监测控制系统既可以和直流输电系统的保护控制系统分开设置，也可以合并设置。分开设置时，监测控制系统判定出可靠的测量数据后，将测量数据传送至保护控制系统，保护控制系统根据监测控制系统提供的测量数据进行相应的保护动作。合并设置是指监测控制系统的处理器和保护控制系统中的处理器为同一处理器。

Claims (6)

1.一种直流输电系统中的数据采集校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取直流输电系统中同一电气量的主测点和至少两个备用测点的测量数据，分别计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值；

2)当所述差值绝对值大于设定阈值的数量大于所述差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常，选择所述差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为所述电气量的真实数据。

2.根据权利要求1所述的直流输电系统中的数据采集校核方法，其特征在于，当备用测点的数量为两个或三个，且主测点的测量数据与各备用测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定主测点的测量数据异常，选择其中一个备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为所述电气量的真实数据。

3.根据权利要求1所述的直流输电系统中的数据采集校核方法，其特征在于，当选中一个备用测点的测量数据与其余各测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定该备用测点的测量数据异常。

4.一种直流输电系统中的监测控制系统，其特征在于，包括处理器，处理器分别用于连接主测点处设置的电气量采集设备，以及用于连接备用测点处设置的电气量采集设备，主测点和备用测点用于获取直流输电系统中同一电气量的数据，处理器用于执行指令以实现以下步骤：

1)获取直流输电系统中同一电气量的主测点和至少两个备用测点的测量数据，分别计算主测点与各备用测点的测量数据的差值绝对值；

2)当所述差值绝对值大于设定阈值的数量大于所述差值绝对值不大于设定阈值的数量时，判定主测点的测量数据异常，选择所述差值绝对值大于设定阈值的备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为所述电气量的真实数据。

5.根据权利要求4所述的直流输电系统中的监测控制系统，其特征在于，当备用测点的数量为两个或三个，且主测点的测量数据与各备用测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定主测点的测量数据异常，选择其中一个备用测点作为临时主测点，将被选的备用测点的测量数据作为所述电气量的真实数据。

6.根据权利要求4所述的直流输电系统中的监测控制系统，其特征在于，当选中一个备用测点的测量数据与其余各测点的测量数据的差值绝对值均大于设定阈值时，判定该备用测点的测量数据异常。