CN109921514A - 用于电能质量治理决策支持的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电能质量治理决策支持的方法，包括如下步骤：通过调研掌握分布式小水电、光伏的输出特性；根据采用大数据挖掘技术挖掘出来的用电信息采集系统历史数据，确定数据处理规则和优化策略；关键技术与制造技术研究；样机制造；上层数据平台与控制系统技术研究；主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设。本发明改变了以往粗放的电压质量治理管理模式，本发明具有能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的特点。
Description
技术领域
本发明涉及配电网调控技术领域，尤其是涉及一种能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的用于电能质量治理决策支持的方法。
背景技术
光伏电站具备安全、可靠、绿色等优势，但也有一定的局限性，分布式光伏电站受四季、昼夜及天气等条件约束，发电量不稳定，随着分布式电源的迅猛发展，形成了更高形态的主动配电网结构，同时也给配电网带来了新的问题。
分布式电源接入配电网后，由于潮流倒送，电能质量问题较为突出，以小水电接入地区最为典型，往往高电压与低电压问题并存，通过调整电源接入位置，有助于改善电能质量，但投资过大，以金华地区某山区小水电密集接入线路为例，新建小水电用户专线投资额高达2000万，相较于新建专线，采取分布式安装电压调节装置在经济性上有较大优势，但对于山区长线路来说，单一调压手段难以满足全局电压调整需求。
此外，目前省级电压监测系统，主要是选择典型的点进行监测和管理，能够从一定程度上反映电压合格率的情况，但是电压监测布点有限，只能发现问题，无法为进一步治理电压质量提供有效决策支持。
因此，设计一种能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的用于电能质量治理决策支持的方法，就显得十分必要。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，现有的电压质量治理管理模式存在供电电能质量、项目投资效益比低以及难以满足全局电压调整需求的问题，提供了一种能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的用于电能质量治理决策支持的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于电能质量治理决策支持的方法，包括如下步骤：
（1-1）调研：通过调研掌握分布式小水电、光伏的输出特性；
（1-2）确定数据处理规则和优化策略：根据采用大数据挖掘技术挖掘出来的用电信息采集系统历史数据，确定数据处理规则和优化策略；
（1-3）关键技术与制造技术研究：安排专门人员对软硬件设备的关键技术与制造技术研究，硬件设备应能适应电力系统的各种工况，符合电磁兼容性要求，同时，具备人机界面以及与自动化系统接口技术的研究，明确分散控制与中央控制间相互关系；
（1-4）样机制造：根据研究成果，正式制造工业化实用样机，采用理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式，对系统的运行效果，控制方式，进行综合评价，为目标实现奠定坚实的理论基础；
（1-5）上层数据平台与控制系统技术研究：充分结合现代通信技术、计算机技术、网络技术，实现系统可观测、可控制、完全自动化和系统综合优化平衡，并结合计算机控制，实现系统的智能化，能够对配电网络的智能化监控管理，对配电网的多级协调节能优化控制系统的硬件设备远程控制与检测诊断；
（1-6）主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设。
本发明基于目前电力公司结构化的运行数据的基础上，非结构化的电力系统大数据分析方法，在弱耦合的数据关联性，更具备工程应用实用性，依据现有配变运行的历史数据，提供精细化的配电网电压质量综合分析决策功能，改变了以往粗放的电压质量治理管理模式。本发明具有能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的特点。
作为优选，本发明步骤（1-2）中所述的大数据挖掘技术包括如下步骤：
（1-2-1）数据选择阶段，在数据库中搜索与分析任务对象相关的全部数据信息，并选择合适的数据；
（1-2-2）数据预处理阶段，对数据的质量进行研究，同时确定待挖掘操作的类型，做好下阶段的分析准备；
（1-2-3）数据转换阶段，通过平滑，聚集，数据概化，规范化，属性构造等方法，把数据转换为适合挖掘的形式；
（1-2-4）数据挖掘阶段，对目标任务和搜索算法进行选择，对数据模式进行搜索，通过智能的算法提取数据模式；
（1-2-5）评估表示阶段，以兴趣度为标准，对要表示知识的确实有趣的模式进行识别，将需要的知识挖掘出来。
大数据挖掘技术主要是以当代计算机技术和其他相关领域的技术为基础，以多年累积的现场应用数据作为研究对象，从数据中找出隐藏的相关有用知识，来为决策提供重要依据，数据挖掘技术具有较高的计算效率，同时能够通过对当前和历史数据进行分析来得到有用的知识，实现对未来的预测，使人们能够更加明确和深入的认识到系统可能出现的问题。
作为优选，本发明步骤（1-2）还包括如下步骤：
基于目标、时间和空间三个维度，在目标维上，在电力系统安全稳定运行、降低网损、提高电压质量、减少无功设备调节次数等多目标之间进行分解协调控制，在空间维上，在高压、中压、低压三个电压等级之间进行分解协调，在时间维上，经济性体现在长过程，电压安全性体现在短过程，需要进行不同时间尺度的协调。
作为优选，步骤（1-4）还包括如下步骤：
所述理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式为电能质量、电力电子及配电网系统分析与仿真技术，利用已有的系统分析软件对现有的配电网负荷分布和能耗损失进行仿真研究，验证研究方法的准确性和对技术方案进行校核。
作为优选，本发明的步骤（1-6）还包括如下步骤：
对主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设，包括软、硬件开发及测试、硬件设备的安装、软件系统的集成组件、网络架构的传输与布置和与其他系统的兼容性建设，将传统技术和装置与新的控制系统和数据平台组合起来，构成一个先进的系统，充分解决配电网的功率优化、节能降耗、智能管控、科学决策的要求。
上述步骤中，硬件以DSP作为高速数字信号处理，采用先进的多层电路板设计技术和控制算法，实现硬件设备的高度自动化，智能化；软件基于SOA，全面支持OPC UA架构、跨平台应用、开放性、组态高度模块化监控平台，同时具有接口灵活、界面直观和操作方便的特点。
作为优选，本发明的步骤（1-2）还包括如下步骤：
所述优化策略原则为：当电压越限时，启动电压校正功能，并考虑负荷波动变化的情况，以恢复电压合格为目标，生成控制的遥调或遥控命令。
其中，电压校正手段为变电站有载调压分接头、变电站无功补偿、线路调压器、线路无功补偿、配变有载调压分接头和配变低压侧无功补偿。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）改变了以往粗放的电压质量治理管理模式，具有能够提高用户受电质量、实现电压全局调整以及提升项目投资效益比的特点；（2）本发明能够进一步提高配变运行数据的应用效率，通过数据挖掘与分析，使海量配变运行数据摆脱闲置局面，进一步提升系统数据对现场决策的支持能力；（3）本发明能够提高电压合格率，治理谐波污染，降低配变损耗、寿命缩短的效益，优化三相不平衡电流，降低损耗的效益，降低电网污染程度，优化电能质量，节能降耗，实现区域电网的电能质量状况与节能效果的科学评估，为电网建设提供基础数据，为配网自动化系统的整合探索新的路径。
附图说明
图1是本发明的一种流程图；
图2是本发明的一种电压校正实时控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：
实施例：如图1所示的用于电能质量治理决策支持的方法，包括如下步骤：
（1-1）调研：通过调研掌握分布式小水电、光伏的输出特性；
（1-2）确定数据处理规则和优化策略：根据采用大数据挖掘技术挖掘出来的用电信息采集系统历史数据，确定数据处理规则和优化策略；
同时基于目标、时间和空间三个维度，在目标维上，在电力系统安全稳定运行、降低网损、提高电压质量、减少无功设备调节次数等多目标之间进行分解协调控制，在空间维上，在高压、中压、低压三个电压等级之间进行分解协调，在时间维上，经济性体现在长过程，电压安全性体现在短过程，需要进行不同时间尺度的协调。
其中，步骤（1-2）中所述的大数据挖掘技术包括如下步骤：
（1-2-1）数据选择阶段，在数据库中搜索与分析任务对象相关的全部数据信息，并选择合适的数据；
（1-2-2）数据预处理阶段，对数据的质量进行研究，同时确定待挖掘操作的类型，做好下阶段的分析准备；
（1-2-3）数据转换阶段，通过平滑，聚集，数据概化，规范化，属性构造等方法，把数据转换为适合挖掘的形式；
（1-2-4）数据挖掘阶段，对目标任务和搜索算法进行选择，对数据模式进行搜索，通过智能的算法提取数据模式；
（1-2-5）评估表示阶段，以兴趣度为标准，对要表示知识的确实有趣的模式进行识别，将需要的知识挖掘出来；
（1-3）关键技术与制造技术研究：安排专门人员对软硬件设备的关键技术与制造技术研究，硬件设备应能适应电力系统的各种工况，符合电磁兼容性要求，同时，具备人机界面以及与自动化系统接口技术的研究，明确分散控制与中央控制间相互关系；
（1-4）样机制造：根据研究成果，正式制造工业化实用样机，采用理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式，对系统的运行效果，控制方式，进行综合评价，为目标实现奠定坚实的理论基础；
所述理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式为电能质量、电力电子及配电网系统分析与仿真技术，利用已有的系统分析软件对现有的配电网负荷分布和能耗损失进行仿真研究，验证研究方法的准确性和对技术方案进行校核；
（1-5）上层数据平台与控制系统技术研究：充分结合现代通信技术、计算机技术、网络技术，实现系统可观测、可控制、完全自动化和系统综合优化平衡，并结合计算机控制，实现系统的智能化，能够对配电网络的智能化监控管理，对配电网的多级协调节能优化控制系统的硬件设备远程控制与检测诊断；
（1-6）主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设：对主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设，包括软、硬件开发及测试、硬件设备的安装、软件系统的集成组件、网络架构的传输与布置和与其他系统的兼容性建设，将传统技术和装置与新的控制系统和数据平台组合起来，构成一个先进的系统，充分解决配电网的功率优化、节能降耗、智能管控、科学决策的要求。
在上述步骤（1-6）中，硬件以DSP作为高速数字信号处理，采用先进的多层电路板设计技术和控制算法，实现硬件设备的高度自动化，智能化；软件基于SOA，全面支持OPC UA架构、跨平台应用、开放性、组态高度模块化监控平台，同时具有接口灵活、界面直观和操作方便的特点。
另外，如图2所示，本发明的步骤（1-2）还包括如下步骤：
所述优化策略原则为：当电压越限时，启动电压校正功能，并考虑负荷波动变化的情况，以恢复电压合格为目标，生成控制的遥调或遥控命令。
其中，电压校正手段为变电站有载调压分接头、变电站无功补偿、线路调压器、线路无功补偿、配变有载调压分接头和配变低压侧无功补偿。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，包括如下步骤：
（1-1）调研：通过调研掌握分布式小水电、光伏的输出特性；
（1-2）确定数据处理规则和优化策略：根据采用大数据挖掘技术挖掘出来的用电信息采集系统历史数据，确定数据处理规则和优化策略；
（1-3）关键技术与制造技术研究：安排专门人员对软硬件设备的关键技术与制造技术研究，硬件设备应能适应电力系统的各种工况，符合电磁兼容性要求，同时，具备人机界面以及与自动化系统接口技术的研究，明确分散控制与中央控制间相互关系；
（1-4）样机制造：根据研究成果，正式制造工业化实用样机，采用理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式，对系统的运行效果，控制方式，进行综合评价，为目标实现奠定坚实的理论基础；
（1-5）上层数据平台与控制系统技术研究：充分结合现代通信技术、计算机技术、网络技术，实现系统可观测、可控制、完全自动化和系统综合优化平衡，并结合计算机控制，实现系统的智能化，能够对配电网络的智能化监控管理，对配电网的多级协调节能优化控制系统的硬件设备远程控制与检测诊断；
（1-6）主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设。
2.根据权利要求1所述的用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，步骤（1-2）中所述的大数据挖掘技术包括如下步骤：
（1-2-1）数据选择阶段，在数据库中搜索与分析任务对象相关的全部数据信息，并选择合适的数据；
（1-2-2）数据预处理阶段，对数据的质量进行研究，同时确定待挖掘操作的类型，做好下阶段的分析准备；
（1-2-3）数据转换阶段，通过平滑，聚集，数据概化，规范化，属性构造等方法，把数据转换为适合挖掘的形式；
（1-2-4）数据挖掘阶段，对目标任务和搜索算法进行选择，对数据模式进行搜索，通过智能的算法提取数据模式；
（1-2-5）评估表示阶段，以兴趣度为标准，对要表示知识的确实有趣的模式进行识别，将需要的知识挖掘出来。
3.根据权利要求1所述的用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，步骤（1-2）还包括如下步骤：
基于目标、时间和空间三个维度，在目标维上，在电力系统安全稳定运行、降低网损、提高电压质量、减少无功设备调节次数等多目标之间进行分解协调控制，在空间维上，在高压、中压、低压三个电压等级之间进行分解协调，在时间维上，经济性体现在长过程，电压安全性体现在短过程，需要进行不同时间尺度的协调。
4.根据权利要求1所述的用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，步骤（1-4）还包括如下步骤：
所述理论分析、试验验证和仿真技术相结合的方式为电能质量、电力电子及配电网系统分析与仿真技术，利用已有的系统分析软件对现有的配电网负荷分布和能耗损失进行仿真研究，验证研究方法的准确性和对技术方案进行校核。
5.根据权利要求1所述的用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，步骤（1-6）还包括如下步骤：
对主动配电网的电能质量综合监测和控制技术工程建设，包括软、硬件开发及测试、硬件设备的安装、软件系统的集成组件、网络架构的传输与布置和与其他系统的兼容性建设，将传统技术和装置与新的控制系统和数据平台组合起来，构成一个先进的系统，充分解决配电网的功率优化、节能降耗、智能管控、科学决策的要求。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的用于电能质量治理决策支持的方法，其特征是，步骤（1-2）还包括如下步骤：
所述优化策略原则为：当电压越限时，启动电压校正功能，并考虑负荷波动变化的情况，以恢复电压合格为目标，生成控制的遥调或遥控命令。
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