CN111695238A - 一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统及方法 - Google Patents

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CN111695238A CN202010398171.XA CN202010398171A CN111695238A CN 111695238 A CN111695238 A CN 111695238A CN 202010398171 A CN202010398171 A CN 202010398171A CN 111695238 A CN111695238 A CN 111695238A
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黄彦浩
陈兴雷
李亚楼
严剑锋
安宁
李芳�
宋新立
孙璐
何蕾
徐希望
文晶
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Abstract

本发明公开了一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统及方法,属于电力电网技术领域。本发明方法,包括:数据输入模块,获取电力系统暂态仿真的仿真数据,并将仿真数据传输至数据处理模块;数据处理模块,根据数据输入模块传输的仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;可视化分析模块,调用数据处理模块建立的电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。本发明提供的可视化视图,能够同时显示母线的电压和频率及其变化情况。

Description

一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统及方法
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域,并且更具体地,涉及一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统及方法。
背景技术
我国电网的快速发展,电网运行愈加复杂。电力系统仿真分析成为管理电网运行的重要手段。电网暂态仿真是模拟电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复得到原来稳定运行状态的能力,其某一母线的电压结果和频率结果根据计算时长和仿真步长,按照仿真步长从仿真开始时刻进行顺序输出,直到仿真结束,是一个时间序列数据。传统的暂态仿真母线结果的查看是将该时间序列数据,通过坐标轴进行描点,形成结果曲线,每一个变量形成一条曲线。对于一条母线的电压结果和频率结果,会形成2条结果曲线。由于母线频率在动态过程中一般在50Hz左右波动,而母线电压在其基准值附近波动,对于大电网暂态仿真,大部分的母线基准电压以千伏(kV)为单位。母线电压值和母线频率值相差多个数量级,当二者绘制在同一坐标轴上时,难以反映出母线频率的变化。当观察母线电压结果和频率结果时,只能分别查看2类结果曲线,无法在同一坐标轴上观察电压和频率。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统,包括:
数据输入模块,获取电力系统暂态仿真的仿真数据,并将仿真数据传输至数据处理模块;
数据处理模块,根据数据输入模块传输的仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
可视化分析模块,调用数据处理模块建立的电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
可选的,仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
可选的,电网拓扑为线与点结合的拓扑图。
可选的,拓扑分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
可选的,节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
可选的,预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
可选的,预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
可选的,可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
曲线视图为带状波浪着色图,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
本发明还提出了一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的方法,包括:
获取电力系统暂态仿真的仿真数据;
根据仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
调用电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
可选的,仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
可选的,电网拓扑为线与点结合的拓扑图。
可选的,拓扑分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
可选的,节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
可选的,预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
可选的,预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
可选的,可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
曲线视图为带状波浪着色图,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
本发明提供的可视化视图,能够同时显示母线的电压和频率及其变化情况。
附图说明
图1为本发明一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统结构图;
图2为本发明一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统电网拓扑结构图;
图3为本发明一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统带状波浪着色图;
图4为本发明一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提供了一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统,如图1所示,包括:
数据输入模块,获取电力系统暂态仿真的仿真数据,并将仿真数据传输至数据处理模块;
数据处理模块,根据数据输入模块传输的仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
可视化分析模块,调用数据处理模块建立的电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
其中,仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
所述母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
电网拓扑为线与点结合的拓扑图,其中节点算例的电网拓扑结构如图2所示。
拓扑分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
其中,电气距离的确定公式如下:
Figure BDA0002488345270000051
E(i,j)表示电网中的母线j与故障母线i的的电气距离,R(i,j)表示母线j到故障母线i的正序电阻,X(i,j)表示母线j到故障母线i的正序电抗;
预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
其中,处理公式如下:
Δf=10000×(f-50)
其中,f表示母线在某一时刻的频率值,Δf表示母线频率相对于50Hz电网基准频率的变化值放大10000倍后的结果。
可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
所述曲线视图为带状波浪着色图,如图3所示,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
本发明还提供了一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的方法,如图4所示,包括:
获取电力系统暂态仿真的仿真数据;
根据仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
调用电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
其中,仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
电网拓扑为线与点结合的拓扑图。
分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
曲线视图为带状波浪着色图,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的系统,所述系统包括:
数据输入模块,获取电力系统暂态仿真的仿真数据,并将仿真数据传输至数据处理模块;
数据处理模块,根据数据输入模块传输的仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
可视化分析模块,调用数据处理模块建立的电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
2.根据权利要求1所述的系统,所述仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
所述电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
所述母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
3.根据权利要求1所述的系统,所述电网拓扑为线与点结合的拓扑图。
4.根据权利要求1所述的系统,所述拓扑分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
5.根据权利要求1所述的系统,所述节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
6.根据权利要求5所述的系统,所述预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
7.根据权利要求1所述的系统,所述预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
8.根据权利要求1所述的系统,所述可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
所述曲线视图为带状波浪着色图,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
所述拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
所述报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
9.一种用于将电力系统暂态仿真数据可视化的方法,所述方法包括:
获取电力系统暂态仿真的仿真数据;
根据仿真数据,建立电力系统电网拓扑,获取拓扑分析数据,对仿真数据进行节点排序,获取节点排序数据,并对仿真数据进行预处理,获取预处理数据;
调用电网拓扑、获取的节点排序数据和预处理数据,生成仿真数据的可视化视图。
10.根据权利要求9所述的方法,所述仿真数据,包括:电网仿真数据和母线仿真数据;
所述电网仿真数据,包括:电网的元件数据和潮流数据;
所述母线仿真数据,包括:电力系统暂态仿真的结果数据中的母线电压数据和母线频率数据。
11.根据权利要求9所述的方法,所述电网拓扑为线与点结合的拓扑图。
12.根据权利要求9所述的方法,所述拓扑分析数据根据电网拓扑中的电源节点和开关节点进行连线整合获取,包括:电网运行状态的预估数据、潮流计算数据、故障定位及隔离数据和供电恢复及网络重构数据。
13.根据权利要求9所述的方法,所述节点排序,包括:
确定仿真数据中故障母线及非故障母线,并确定非故障母线与故障母线的电气距离,根据电气距离确定非故障母线与故障母线的最短路径,根据最短路径以预设方式对非故障母线和故障母线进行排序。
14.根据权利要求13所述的方法,所述预设方式为对非故障母线和故障母线根据最短路径进行顺序排列,获取故障母线的顺序序列和非故障母线的顺序序列,将故障母线的顺序序列排在非故障母线的顺序序列的最前或中间。
15.根据权利要求9所述的方法,所述预处理为对仿真数据中的母线频率数据进行放大处理。
16.根据权利要求9所述的方法,所述可视化视图,包括:曲线视图、拓扑视图和报告视图;
所述曲线视图为带状波浪着色图,用于提供母线电压和频率在电力系统暂态仿真过程中的变化;
所述拓扑视图,用于提供电力系统电网结构;
所述报告视图,用于提供电力系统电网运行状态和故障信息。
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CN112906204A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 国网山东省电力公司临沂供电公司 基于电网拓扑模型的操作指令自动编排系统
CN113077228A (zh) * 2021-03-23 2021-07-06 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 电网机组出力数据的处理方法及处理装置

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