CN111654105A - 一种电力系统动态稳定在线评估系统 - Google Patents

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康志强
姜艳丰
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Abstract

本发明公开了一种电力系统动态稳定在线评估系统，包括至少一个样本数据采集模块，样本数据处理模块、电力数据传输网和电力物联网平台，样本数据处理模块的数据输入端与样本数据采集模块连接，样本数据处理模块的输出输出端通过电力数据传输网与电力物联网平台无线连接；所述样本数据采集模块设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集。本发明通过设置电力物联网平台和电力系统监测主站，分别对电力系统的动态稳定性进行智能计算和人工计算，并将两种计算结果进行综合分析对比，得出最佳分析结果，协助工作人员优化电力系统，提高电力系统的稳定性和配电效率。

Description

一种电力系统动态稳定在线评估系统
技术领域
本发明涉及电力系统稳定性评估技术领域，具体是一种电力系统动态稳定在线评估系统。
背景技术
电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
暂态电压稳定特点：机理复杂，目前尚无统一理论；是一个动态过程，影响因素众多；感应电动机负荷造成的暂态电压失稳非常迅速，时间在0.1s-10s之间，对系统的安全稳定控制提出了较高的要求。目前，时域法和直接法是传统的暂态电压稳定评估中的常用方法，但时域法虽然结果较准确，但计算量大、费时长、速度上不能满足在线暂态电压稳定评估的要求；而直接法存在精度不高，计算结果偏保守，只适用于简单系统，复杂模型下仍有待研究，这两类都不能完全满足在线暂态电压稳定评估。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种电力系统动态稳定在线评估系统，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力系统动态稳定在线评估系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电力系统动态稳定在线评估系统，包括至少一个样本数据采集模块，样本数据处理模块、电力数据传输网和电力物联网平台，样本数据处理模块的数据输入端与样本数据采集模块连接，样本数据处理模块的输出输出端通过电力数据传输网与电力物联网平台无线连接；所述样本数据采集模块设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集；所述样本数据处理模块用于对样本数据采集模块采集得到的原始电力设备数据进行筛选整理，并通过电力数据传输网传输给电力物联网平台；所述电力物联网平台从电力数据传输网接受得到整理过后的电力设备数据，并导入合适的电力系统分析模型中进行动态分析，自动得到电力系统的稳定性评价。
作为本发明进一步的方案：所述样本数据采集模块包括设备参数采集单元、总装机容量记录单元、最大负荷计算单元和年用电量计算单元。
作为本发明进一步的方案：所述样本数据处理模块包括数据筛选单元、数据分类单元和存储单元，所述数据筛选单元、数据分类单元和存储单元依次连接。
作为本发明进一步的方案：所述电力物联网平台包括分析模型存储单元、分析模型调用单元、数据分析单元、样本数据输入单元、误差分析单元、稳定性分析单元和标准数据输入单元。
作为本发明进一步的方案：所述分析模型存储单元、分析模型调用单元、数据分析单元、误差分析单元和稳定性分析单元依次连接。
作为本发明进一步的方案：所述样本数据输入单元和标准数据输入单元与数据分析单元连接。
作为本发明进一步的方案：还包括有电力系统监测主站。
作为本发明进一步的方案：电力系统监测主站与电力物联网平台无线连接。
作为本发明进一步的方案：所述电力系统监测主站包括平台分析数据单元、人工评估单元、综合评估单元和调度单元。
作为本发明进一步的方案：所述平台分析数据单元和人工评估单元均与综合评估单元连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置样本数据采集模块，采集电力系统的各种信息数据，通过电力物联网平台和电力系统监测主站，分别对电力系统的动态稳定性进行智能计算和人工计算，并将两种计算结果进行综合分析对比，得出最佳分析结果，协助工作人员优化电力系统，提高电力系统的稳定性和配电效率。
附图说明
图1为电力系统动态稳定在线评估系统的系统框图。
图2为电力系统动态稳定在线评估系统中样本数据采集模块的系统框图。
图3为电力系统动态稳定在线评估系统中样本数据处理模块的系统框图。
图4为电力系统动态稳定在线评估系统中电力物联网平台的系统框图。
图5为电力系统动态稳定在线评估系统中实施例2的系统框图。
图6为电力系统动态稳定在线评估系统中电力系统监测主站的系统框图。
图中：
1-样本数据采集模块、
11-设备参数采集单元、
12-总装机容量记录单元、
13-最大负荷计算单元、
14-年用电量计算单元、
2-样本数据处理模块、
21-数据筛选单元、
22-数据分类单元、
23-存储单元、
3-电力数据传输网、
4-电力物联网平台、
41-分析模型存储单元、
42-分析模型调用单元、
43-数据分析单元、
44-样本数据输入单元、
45-误差分析单元、
46-稳定性分析单元、
47-标准数据输入单元、
5-电力系统监测主站、
51-平台分析数据单元、
52-人工评估单元、
53-综合评估单元、
54-调度单元。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种电力系统动态稳定在线评估系统，包括至少一个样本数据采集模块1，样本数据处理模块2、电力数据传输网3和电力物联网平台4，样本数据处理模块2的数据输入端与样本数据采集模块1连接，样本数据处理模块2的输出输出端通过电力数据传输网3与电力物联网平台4无线连接；
所述样本数据采集模块1设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集；
所述样本数据处理模块2用于对样本数据采集模块1采集得到的原始电力设备数据进行筛选整理，并通过电力数据传输网3传输给电力物联网平台4；
所述电力物联网平台4从电力数据传输网3接受得到整理过后的电力设备数据，并导入合适的电力系统分析模型中进行动态分析，自动得到电力系统的稳定性评价；
所述样本数据采集模块1包括设备参数采集单元11、总装机容量记录单元12、最大负荷计算单元13和年用电量计算单元14；
所述设备参数采集单元11用于采集台区内部单个电力设备的电力信息，电力信息包括但不限于电压信息、电流信息和电功率信息等；
所述总装机容量记录单元12用于采集台区内部实际安装的发电机组额定功率综合数据；
所述最大负荷计算单元13用于计算台区内部全年内电力系统总有功功率负荷最大值；
所述年用电量计算单元14用于计算台区内部全年用电设备的用电总和；
所述样本数据处理模块2包括数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23，所述数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23依次连接，数据筛选单元21和数据分类单元22用于对样本数据采集模块1采集得到的电力数据进行筛选和分类，去除无效冗余数据，得到有效电力数据并存入存储单元23中；
所述电力物联网平台4包括分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、样本数据输入单元44、误差分析单元45、稳定性分析单元46和标准数据输入单元47，所述分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、误差分析单元45和稳定性分析单元46依次连接，所述样本数据输入单元44和标准数据输入单元47与数据分析单元43连接；
所述分析模型存储单元41用于存储电力系统动态分析模型，所述分析模型调用模块42用于根据电力系统的需求从分析模型存储单元41中调用合适的模型并送入数据分析单元43中，数据分析单元43接收电力系统模型、样本数据和标准数据后进行计算，并将计算结果送入误差分析单元45中；所述误差分析单元45分析电力系统模型计算结果的误差值，并将电力系统模型计算结果和误差值数据送入稳定性分析单元46中，所述稳定性分析单元46依据输入数据分析计算电力系统的动态稳定性。
实施例2
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种电力系统动态稳定在线评估系统，包括至少一个样本数据采集模块1，样本数据处理模块2、电力数据传输网3和电力物联网平台4，样本数据处理模块2的数据输入端与样本数据采集模块1连接，样本数据处理模块2的输出输出端通过电力数据传输网3与电力物联网平台4无线连接；
所述样本数据采集模块1设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集；
所述样本数据处理模块2用于对样本数据采集模块1采集得到的原始电力设备数据进行筛选整理，并通过电力数据传输网3传输给电力物联网平台4；
所述电力物联网平台4从电力数据传输网3接受得到整理过后的电力设备数据，并导入合适的电力系统分析模型中进行动态分析，自动得到电力系统的稳定性评价；
所述样本数据采集模块1包括设备参数采集单元11、总装机容量记录单元12、最大负荷计算单元13和年用电量计算单元14；
所述设备参数采集单元11用于采集台区内部单个电力设备的电力信息，电力信息包括但不限于电压信息、电流信息和电功率信息等；
所述总装机容量记录单元12用于采集台区内部实际安装的发电机组额定功率综合数据；
所述最大负荷计算单元13用于计算台区内部全年内电力系统总有功功率负荷最大值；
所述年用电量计算单元14用于计算台区内部全年用电设备的用电总和；
所述样本数据处理模块2包括数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23，所述数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23依次连接，数据筛选单元21和数据分类单元22用于对样本数据采集模块1采集得到的电力数据进行筛选和分类，去除无效冗余数据，得到有效电力数据并存入存储单元23中；
所述电力物联网平台4包括分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、样本数据输入单元44、误差分析单元45、稳定性分析单元46和标准数据输入单元47，所述分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、误差分析单元45和稳定性分析单元46依次连接，所述样本数据输入单元44和标准数据输入单元47与数据分析单元43连接；
所述分析模型存储单元41用于存储电力系统动态分析模型，所述分析模型调用模块42用于根据电力系统的需求从分析模型存储单元41中调用合适的模型并送入数据分析单元43中，数据分析单元43接收电力系统模型、样本数据和标准数据后进行计算，并将计算结果送入误差分析单元45中；所述误差分析单元45分析电力系统模型计算结果的误差值，并将电力系统模型计算结果和误差值数据送入稳定性分析单元46中，所述稳定性分析单元46依据输入数据分析计算电力系统的动态稳定性。
请参阅图5，本实施例与实施例1的不同之处在于：
还包括有电力系统监测主站5，电力系统监测主站5与电力物联网平台4无线连接，电力系统监测主站5用于接收电力物联网平台4对电力系统稳定性分析的结果，并结合技术人员分析综合给出最终的分析结果。
实施例3
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种电力系统动态稳定在线评估系统，包括至少一个样本数据采集模块1，样本数据处理模块2、电力数据传输网3和电力物联网平台4，样本数据处理模块2的数据输入端与样本数据采集模块1连接，样本数据处理模块2的输出输出端通过电力数据传输网3与电力物联网平台4无线连接；
所述样本数据采集模块1设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集；
所述样本数据处理模块2用于对样本数据采集模块1采集得到的原始电力设备数据进行筛选整理，并通过电力数据传输网3传输给电力物联网平台4；
所述电力物联网平台4从电力数据传输网3接受得到整理过后的电力设备数据，并导入合适的电力系统分析模型中进行动态分析，自动得到电力系统的稳定性评价；
所述样本数据采集模块1包括设备参数采集单元11、总装机容量记录单元12、最大负荷计算单元13和年用电量计算单元14；
所述设备参数采集单元11用于采集台区内部单个电力设备的电力信息，电力信息包括但不限于电压信息、电流信息和电功率信息等；
所述总装机容量记录单元12用于采集台区内部实际安装的发电机组额定功率综合数据；
所述最大负荷计算单元13用于计算台区内部全年内电力系统总有功功率负荷最大值；
所述年用电量计算单元14用于计算台区内部全年用电设备的用电总和；
所述样本数据处理模块2包括数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23，所述数据筛选单元21、数据分类单元22和存储单元23依次连接，数据筛选单元21和数据分类单元22用于对样本数据采集模块1采集得到的电力数据进行筛选和分类，去除无效冗余数据，得到有效电力数据并存入存储单元23中；
所述电力物联网平台4包括分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、样本数据输入单元44、误差分析单元45、稳定性分析单元46和标准数据输入单元47，所述分析模型存储单元41、分析模型调用单元42、数据分析单元43、误差分析单元45和稳定性分析单元46依次连接，所述样本数据输入单元44和标准数据输入单元47与数据分析单元43连接；
所述分析模型存储单元41用于存储电力系统动态分析模型，所述分析模型调用模块42用于根据电力系统的需求从分析模型存储单元41中调用合适的模型并送入数据分析单元43中，数据分析单元43接收电力系统模型、样本数据和标准数据后进行计算，并将计算结果送入误差分析单元45中；所述误差分析单元45分析电力系统模型计算结果的误差值，并将电力系统模型计算结果和误差值数据送入稳定性分析单元46中，所述稳定性分析单元46依据输入数据分析计算电力系统的动态稳定性。
请参阅图5，实施例2与实施例1的不同之处在于：
还包括有电力系统监测主站5，电力系统监测主站5与电力物联网平台4无线连接，电力系统监测主站5用于接收电力物联网平台4对电力系统稳定性分析的结果，并结合技术人员分析综合给出最终的分析结果。
请参阅图6，本实施例与实施例1-2的不同之处在于：
所述电力系统监测主站5包括平台分析数据单元51、人工评估单元52、综合评估单元53和调度单元54，所述平台分析数据单元51和人工评估单元52均与综合评估单元53连接，所述平台分析数据单元51用于接收电力物联网平台4分析计算的结果，所述人工评估单元52用于接收技术人员的分析结果，综合评估单元53用于接收两种计算结果并进行综合分析对比，给出最终的分析结果，并将分析结果送入调度单元54进行系统实时调配。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，包括至少一个样本数据采集模块（1），样本数据处理模块（2）、电力数据传输网（3）和电力物联网平台（4），样本数据处理模块（2）的数据输入端与样本数据采集模块（1）连接，样本数据处理模块（2）的输出输出端通过电力数据传输网（3）与电力物联网平台（4）无线连接；所述样本数据采集模块（1）设置于变压器台区，用于对该台区中各项设备的电力设备数据进行采集；所述样本数据处理模块（2）用于对样本数据采集模块（1）采集得到的原始电力设备数据进行筛选整理，并通过电力数据传输网（3）传输给电力物联网平台（4）；所述电力物联网平台（4）从电力数据传输网（3）接受得到整理过后的电力设备数据，并导入合适的电力系统分析模型中进行动态分析，自动得到电力系统的稳定性评价。
2.根据权利要求1所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述样本数据采集模块（1）包括设备参数采集单元（11）、总装机容量记录单元（12）、最大负荷计算单元（13）和年用电量计算单元（14）。
3.根据权利要求2所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述样本数据处理模块（2）包括数据筛选单元（21）、数据分类单元（22）和存储单元（23），所述数据筛选单元（21）、数据分类单元（22）和存储单元（23）依次连接。
4.根据权利要求1所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述电力物联网平台（4）包括分析模型存储单元（41）、分析模型调用单元（42）、数据分析单元（43）、样本数据输入单元（44）、误差分析单元（45）、稳定性分析单元（46）和标准数据输入单元（47）。
5.根据权利要求4所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述分析模型存储单元（41）、分析模型调用单元（42）、数据分析单元（43）、误差分析单元（45）和稳定性分析单元（46）依次连接。
6.根据权利要求5所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述样本数据输入单元（44）和标准数据输入单元（47）与数据分析单元（43）连接。
7.根据权利要求1所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，还包括有电力系统监测主站（5）。
8.根据权利要求7所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，电力系统监测主站（5）与电力物联网平台（4）无线连接。
9.根据权利要求8所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述电力系统监测主站（5）包括平台分析数据单元（51）、人工评估单元（52）、综合评估单元（53）和调度单元（54）。
10.根据权利要求9所述的电力系统动态稳定在线评估系统，其特征在于，所述平台分析数据单元（51）和人工评估单元（52）均与综合评估单元（53）连接。
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