CN111061800A - 一种基于故障录波文件的statcom暂态响应分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统及方法,包括基础数据模块,包含STATCOM过程数据库、录波数据库以及报告数据库;数据接口模块,用于导入STATCOM响应电网要求,发生无功补偿动作时形成STATCOM暂态响应状态的故障录波文件,提取故障录波文件中的有效电流电压数据并保存至基础数据模块内的录波数据库;业务模型模块,集成数学算法库、动态规则库和专家规则库数据处理模块,根据业务模型模块的规则库以及基础数据模块提供的数据,对STATCOM暂态响应的相应结果进行综合评估分析,基于电力系统故障录波文件进行自动分析,分析算法离散化,采用PC机自动计算,分析速度快,精度高,分析精度达到毫秒级。
Description
技术领域
本发明实施例涉及模型试验技术领域,具体涉及一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统及方法。
背景技术
百兆伏安级动态无功补偿装置(STATCOM)是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置,能够快速调节供电电压,加快电网故障后的恢复,保障供电安全,起到电网“稳压器”的作用。因此,STATCOM装置在稳定电网电压时的暂态响应效果是对STATCOM装置运维的主要考核指标之一。
当电网电压跌落或者电压波动突变量启动,STATCOM装置将启动暂态响应过程,对电网进行无功补偿。
按照设计的要求,在持续满足响应条件5ms后,STATCOM要在20ms内响应,并且输出的无功值要达到200MVar以上。
负责STATCOM日常运维的工作人员,需根据STATCOM录波文件分析STATCOM每次暂态响应的正确性和及时性。
由于波形属于数据文件,而STATCOM装置的暂态响应分析不能直接通过波形数据文件得到,目前使用的分析方法都还停留在由专业技术人员手动整理对数据文件进行多维度数据处理、计算并分析,人工转化为STATCOM暂态响应分析报告。
这种手动分析的方法对分析人员的专业能力要求非常高,并且手动处理数据也非常繁琐,容易出错,且效率低下。甚至对于一些关键参数,人工无法核对,需要通过复杂的仿真分析才能验证STATCOM装置暂态响应是否正确。根据通用的录波分析软件,也无法达到ms级的分析。上述问题严重影响STATCOM装置的暂态响应快速、准确、可靠分析,不利于变电站运维和事故判别。
发明内容
为此,本发明实施例提供一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法,通过包括数据接口模块,基础数据模块、业务模型模块和数据处理模块对数据的处理,有效解决了手动分析的方法严重影响STATCOM装置的暂态响应快速、准确、可靠分析,不利于变电站运维和事故判别的问题。
为了实现上述目的,本发明的实施方式提供如下技术方案:
一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,
包括数据接口模块、基础数据模块、业务模型模块和数据处理模块;
所述基础数据模块,包括STATCOM过程数据库、录波数据库以及报告数据库;
所述数据接口模块,用于导入STATCOM响应电网要求,发生无功补偿动作时形成STATCOM暂态响应状态的故障录波文件,提取所述故障录波文件中的有效电流电压数据并保存至所述基础数据模块内的录波数据库;
所述业务模型模块,集成数学算法库、动态规则库和专家规则库;
所述数据处理模块,根据所述业务模型模块的数学算法库、动态规则库和专家规则库对所述基础数据模块提供的录波数据库内的数据进行STATCOM暂态响应的相应结果的综合评估分析。
作为本发明的一种优选方案,还包括集成在所述业务模型模块的数据仿真分析模块,所述数据仿真分析模块根据所述数据处理模块对STATCOM暂态响应综合评估分析的结果生成动态规则库;
所述的STATCOM暂态响应分析系统还包括集成在基础数据模块上进行数据格式转换的数据转换前端,并在电网的各个响应节点和数据接口模块之间设置用于对故障录波文件在节点传输过程中预处理的节点数据预处理模块。
作为本发明的一种优选方案,所述数据接口模块利用数据转换前端将节点数据预处理模块传输的故障录波文件以及其他故障录波文件进行基于电力系统暂态数据交换COMTRADE共用格式的数据转换。
作为本发明的一种优选方案,所述的STATCOM过程数据库用于保存设备运行时过程数据以及节点数据预处理模块的单位时间处理效率参数;
STATCOM过程数据库包含了STATCOM运行策略,过程数据以及事件记录;
所述录波数据库是所述基础数据模块在导入故障录波文件时形成;
所述报告数据库将所述数据处理模块对故障录波文件的综合评估分析结果以报告形式存储,并按照需要将报告分为实时报告、月度报告、季度报告和年度报告进行处理。
作为本发明的一种优选方案,所述数学算法库包含STATCOM暂态响应分析中使用的电力系统算法;所述专家规则库包含STATCOM运行和保护逻辑,以及STATCOM暂态响应相关的判据依据。
作为本发明的一种优选方案,所述数据处理模块根据所述业务模型模块的数学算法库、动态规则库和专家规则库以及所述基础数据模块提供的录波数据库内的数据,对STATCOM暂态响应的相应结果进行综合评估分析;
其评估参数包括:进入暂态响应条件、故障发生时间节点、暂态响应时间节点、90%无功响应时间、无功输出峰值、故障恢复时间以及故障前、故障中和故障后电网电压。
作为本发明的一种优选方案,所述数据仿真分析模块包括硬件装置和软件模块两部分;
所述硬件装置包括主站计算机服务器、从所述节点数据预处理模块进行数据提取的PMU装置以及路由器、实时仿真分析平台和子站执行装置;
所述软件模块包括数据提取模块、状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块;
所述数据接口模块、基础数据模块、业务模型模块、数据处理模块和软件模块集成在主站计算机服务器上。
作为本发明的一种优选方案,所述软件模块集成在主站计算机服务器上,所述PMU装置抓取的数据将依次通过状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块进行数据分析,再通过子站执行装置通过控制指令输送至实时仿真分析平台进行仿真分析,仿真分析的结果数据被业务模型模块处理形成动态规则库。
本发明提供了一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法,包括步骤:
S100、导入在STATCOM响应电网要求后发生无功补偿动作时的故障录波文件,提取故障录波文件中的有效电流电压数据;
S200、建立STATCOM过程数据库,录波数据库以及报告数据库,并将暂态响应过程中设备运行时产生的过程数据与录波文件中的有效电流电压数据分别存入STATCOM过程数据库和录波数据库;
S300、利用电力系统算法以及专家规则库对录波文件中的有效电流电压数据和设备运行过程产生的过程数据进行综合评估分析,并获取综合评估分析结果;
S400、将综合评估分析结果以报告形式存储在报告数据库中。
作为本发明的一种优选方案,在S200中,先将暂态响应过程中设备运行时保存的过程数据与录波文件中的有效电流电压数据进行数据转换,变成可实现各个电力系统数据库通用的暂态数据交换共用格式,然后再存入STATCOM过程数据库和录波数据库。
本发明的实施方式具有如下优点:
本发明适用于具备暂态响应故障录波文件的STATCOM装置,适用于不同暂态响应原理的STATCOM装置,根据不同的暂态响应原理设计暂态响应判断程序。
本发明基于电力系统故障录波文件进行自动分析,分析算法离散化,采用PC机自动计算,分析速度快,精度高,暂态响应分析时间≤10秒,分析精度达到毫秒级。
本发发明提取录波文件后,一键式自动完成暂态响应过程数据处理;并提供本地报告生成、发布、打印功能,报告本地存储,同时生成年度分析报告。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统的结构框图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将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、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
如图1所示,本发明提供了一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,包括数据接口模块、基础数据模块、业务模型模块和数据处理模块;
基础数据模块,包括了STATCOM过程数据库、录波数据库以及报告数据库;
数据接口模块,用于导入STATCOM响应电网要求,发生无功补偿动作时形成STATCOM暂态响应状态的故障录波文件,提取录波文件中的有效电流电压数据并保存至基础数据模块内的录波数据库;
业务模型模块,集成数学算法库、动态规则库和专家规则库;
数据处理模块,根据业务模型模块的规则库以及基础数据模块提供的数据,对STATCOM暂态响应的相应结果进行综合评估分析。
还包括集成在业务模型模块的数据仿真分析模块,数据仿真分析模块根据数据处理模块对STATCOM暂态响应综合评估分析的结果生成动态规则库,以及集成在基础数据模块上的数据转换前端和设置在数据接口模块与电网各个响应节点之间的节点数据预处理模块。
数据接口模块利用数据转换前端将节点数据预处理模块传输的故障录波文件以及其他故障录波文件进行基于电力系统暂态数据交换COMTRADE共用格式的数据转换。
STATCOM过程数据库将保存设备运行时过程数据以及节点数据预处理模块的单位时间处理效率,包含了STATCOM运行策略,过程数据以及事件记录;
录波数据库是基础数据模块在导入故障录波文件时形成;
报告数据库将数据处理模块对故障录波文件的综合评估分析结果以报告形式存储,并按照需要将报告分为实时报告、月度报告、季度报告和年度报告进行处理。
数学算法库包含了STATCOM暂态响应分析中使用的电力系统算法;专家规则库包含了STATCOM运行和保护逻辑,以及STATCOM暂态响应相关的判据依据。
数据处理模块,根据业务模型模块的规则库以及基础数据模块提供的数据,对STATCOM暂态响应的相应结果进行综合评估分析,其主要的评估参数包括:进入暂态响应条件、故障发生时间节点、暂态响应时间节点、90%无功响应时间、无功输出峰值、故障恢复时间以及故障前、故障中和故障后电网电压。
数据仿真分析模块包括硬件装置和软件模块两部分;
硬件装置包括主站计算机服务器、从节点数据预处理模块进行数据提取的PMU装置以及路由器、实时仿真分析平台和子站执行装置;
软件模块包括数据提取模块、状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块。
软件模块集成在主站计算机服务器上,PMU装置抓取的数据将依次通过状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块进行数据分析,再通过子站执行装置通过控制指令输送至实时仿真分析平台进行仿真分析,仿真分析的结果数据被业务模型模块处理形成动态规则库。
本发明提供了一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法,包括步骤:
S100、导入STATCOM响应电网要求,发生无功补偿动作时的录波数据,提取录波文件中的有效电流电压数据;
S200、建立STATCOM过程数据库,录波数据库以及报告数据库,并将暂态响应过程中设备运行时保存的过程数据与录波文件中的有效电流电压数据分别存入STATCOM过程数据库和录波数据库;
S300、利用电力系统算法以及专家规则库对录波文件中的有效电流电压数据和设备运行过程数据进行综合评估分析,并获取综合评估分析结果;
S400、将综合评估分析结果以报告形式存储在报告数据库中。
在S200中STATCOM过程数据库和录波数据库先对暂态响应过程中设备运行时保存的过程数据与故障录波文件中的有效电流电压数据进行数据转换,变成可实现各个电力系统数据库通用的暂态数据交换共用格式。
可生成特定格式的分析报告,报告可存储、打印、发布,报告格式可定制。
基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法生成的分析报告可根据用户需要自定义。
本发明适用于具备暂态响应故障录波文件的STATCOM装置,适用于不同暂态响应原理的STATCOM装置,根据不同的暂态响应原理设计暂态响应判断程序。
本发明基于电力系统故障录波文件进行自动分析,分析算法离散化,采用PC机自动计算,分析速度快,精度高,暂态响应分析时间≤10秒,分析精度达到毫秒级。
本发发明提取故障录波文件后,一键式自动完成暂态响应过程数据处理;并提供本地报告生成、发布、打印功能,报告本地存储,同时生成年度分析报告。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,包括数据接口模块、基础数据模块、业务模型模块和数据处理模块;
所述基础数据模块,包括STATCOM过程数据库、录波数据库以及报告数据库;
所述数据接口模块,用于导入STATCOM响应电网要求,发生无功补偿动作时形成STATCOM暂态响应状态的故障录波文件,提取所述故障录波文件中的有效电流电压数据并保存至所述基础数据模块内的录波数据库;
所述业务模型模块,集成数学算法库、动态规则库和专家规则库;
所述数据处理模块,根据所述业务模型模块的数学算法库、动态规则库和专家规则库对所述基础数据模块提供的录波数据库内的数据进行STATCOM暂态响应的相应结果的综合评估分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,还包括集成在所述业务模型模块的数据仿真分析模块,所述数据仿真分析模块根据所述数据处理模块对STATCOM暂态响应综合评估分析的结果生成动态规则库;
所述的STATCOM暂态响应分析系统还包括集成在基础数据模块上进行数据格式转换的数据转换前端,并在电网的各个响应节点和数据接口模块之间设置用于对故障录波文件在节点传输过程中预处理的节点数据预处理模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述数据接口模块利用数据转换前端将节点数据预处理模块传输的故障录波文件以及其他故障录波文件进行基于电力系统暂态数据交换COMTRADE共用格式的数据转换。
4.根据权利要求1所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述的STATCOM过程数据库用于保存设备运行时过程数据以及节点数据预处理模块的单位时间处理效率参数;
STATCOM过程数据库包含了STATCOM运行策略,过程数据以及事件记录;
所述录波数据库是所述基础数据模块在导入故障录波文件时形成;
所述报告数据库将所述数据处理模块对故障录波文件的综合评估分析结果以报告形式存储,并按照需要将报告分为实时报告、月度报告、季度报告和年度报告进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述数学算法库包含STATCOM暂态响应分析中使用的电力系统算法;所述专家规则库包含STATCOM运行和保护逻辑,以及STATCOM暂态响应相关的判据依据。
6.根据权利要求1所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述数据处理模块根据所述业务模型模块的数学算法库、动态规则库和专家规则库以及所述基础数据模块提供的录波数据库内的数据,对STATCOM暂态响应的相应结果进行综合评估分析;
其评估参数包括:进入暂态响应条件、故障发生时间节点、暂态响应时间节点、90%无功响应时间、无功输出峰值、故障恢复时间以及故障前、故障中和故障后电网电压。
7.根据权利要求2所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述数据仿真分析模块包括硬件装置和软件模块两部分;
所述硬件装置包括主站计算机服务器、从所述节点数据预处理模块进行数据提取的PMU装置以及路由器、实时仿真分析平台和子站执行装置;
所述软件模块包括数据提取模块、状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块;
所述数据接口模块、基础数据模块、业务模型模块、数据处理模块和软件模块集成在主站计算机服务器上。
8.根据权利要求7所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析系统,其特征在于,所述软件模块集成在主站计算机服务器上,所述PMU装置抓取的数据将依次通过状态监视模块、功角预测模块、暂态判别模块以及紧急控制模块进行数据分析,再通过子站执行装置通过控制指令输送至实时仿真分析平台进行仿真分析,仿真分析的结果数据被业务模型模块处理形成动态规则库。
9.一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法,其特征在于,包括步骤:
S100、导入在STATCOM响应电网要求后发生无功补偿动作时的故障录波文件,提取故障录波文件中的有效电流电压数据;
S200、建立STATCOM过程数据库,录波数据库以及报告数据库,并将暂态响应过程中设备运行时产生的过程数据与录波文件中的有效电流电压数据分别存入STATCOM过程数据库和录波数据库;
S300、利用电力系统算法以及专家规则库对录波文件中的有效电流电压数据和设备运行过程产生的过程数据进行综合评估分析,并获取综合评估分析结果;
S400、将综合评估分析结果以报告形式存储在报告数据库中。
10.根据权利要求9所述的一种基于故障录波文件的STATCOM暂态响应分析方法,其特征在于,在S200中,先将暂态响应过程中设备运行时保存的过程数据与录波文件中的有效电流电压数据进行数据转换,变成可实现各个电力系统数据库通用的暂态数据交换共用格式,然后再存入STATCOM过程数据库和录波数据库。
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