CN111832961A - 电网的高压冲击测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种电网的高压冲击测量装置，包括用于测量电压的中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端，用于综合管理的综合管控端，用于测量电压的配电分布测试端以及用于提供测量冲击的高压发生端，所述中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端均分布连接在不同的级差变电网和输电网，所述的配电分布测试端设置在家庭用电网，每个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端与综合管控端交互连接；此外，本申请还公开了使用上述装置的测量方法。

Description

电网的高压冲击测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种电网的高压冲击测量装置及方法。
背景技术
在电网的高压冲击测量领域，相关的技术主要研究关注电网的变电或输电端，实际上也是为了对变电或输电的管控。比如，中国发明专利CN201610553319.6，其公开了一种高压交流输电设备的瞬态冲击性能检测系统，其主要用于电网的变电或输电端高压交流输电设备的检测，其包括：基于高压交流输电设备的输电模型，所述输电模型包括基于多基杆塔的杆塔模型，绝缘子模型和模拟接地线，所述绝缘子模型设置在杆塔模型的顶端，所述模拟接地线用于连通杆塔模型和地端；雷电冲击电流发生器，所述雷电冲击电流发生器连接在杆塔模型的顶端与地端之间，用于提供瞬态冲击电流；电压测量装置，所述电压测量装置连接在所述杆塔模型的顶端与地端之间，用于测量瞬态冲击电流经过杆塔模型顶端时，杆塔模型顶端的电压参数；所述电压参数用于检测所述高压交流输电设备对应的瞬态冲击性能；其还包括处理器，所述处理器连接所述电压测量装置；所述处理器获取电压测量装置测量的电压参数，并根据所述输电设备对应的瞬态冲击电流进行检测；其中，所述处理器检测到所述电压测量装置检测到的电压参数所对应的电压值小于阈值时，所述处理器控制所述雷电冲击电流发生器发出瞬态冲击电流；其中，电压引线和电流引线均拉直，所述电流引线和所述电压引线分别垂直于相应的模拟导线，且所述电流引线和所述电压引线相互垂直。上述技术主要是针对传统的输电设备瞬态冲击性能检测方案具有局限性，容易影响检测效果的技术问题而设计的，其也是为了对变电或输电的管控。然而实现上对电网的管控重点应当是关注配电或全局的阶段，因为配电阶段直接影响和反映电网终端用户的用电质量，比如家庭用电的电压是否稳定等。电网的全局阶段包括了变电、输电和配电，变电、输电阶段也会对配电阶段产生很大的影响。除此之外，电网输配电具有不同的级差以及每级物理结构的特异性也应当是关注的重点。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明公开一种电网的高压冲击测量装置及方法，其中的电网的高压冲击测量装置，包括用于测量电压的中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端，用于综合管理的综合管控端，用于测量电压的配电分布测试端以及用于提供测量冲击的高压发生端，所述中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端均分布连接在不同的级差变电网和输电网，所述的配电分布测试端设置在家庭用电网，每个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端与综合管控端交互连接。
进一步，所述的综合管控端包括相互连接的接收单元、模拟单元和反馈单元；所述的接收单元用于接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；所述的模拟单元用于根据电网的结构分布式建立电网的数据模型框架，还用于将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，还用于对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；所述的反馈单元用于将评测数据输出。
进一步，反馈单元将评测数据输出包括输出依据评测数据给出的电网管控修正数据。
进一步，所述的数据模型框架具体是一种数据类型，包括带有有级差电网结构在不同级的物理线路ID标识，每一个ID标识附带有对应物理线路的位置信息和电气信息，每一个ID标识指向一个数据向量，在数据模型框架中所有的数据向量均被配置为空，数据模型框架中不同的ID标识根据其在不同级的物理线路区别被划分为若干个等位组，所述的数据模型数据库由数据模型框架填充数据后获得，具体是，每一个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端也对应一个ID标识，在实际测试后，测试端测试的数据数值即对应的ID标识所指向数据向量应当填充的数值，并且将相应的数据向量填充，然后将数据模型框架中已经填充数据向量的ID标识所对应的所有数据向量的均值去填充同一个等位组且未填充的所有ID标识的数据向量；所述对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据，具体是，获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据。
进一步，所述的获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据具体是指，所有ID标识的已填充数据向量为（i,k）其中的i是ID标识值，k是向量的填充值，获取[......（i,k）N,（i,k）N+1......]，N表示自然数的下标，[......（i,k）N,（i,k）N+1......]即分布评测数据；在一个测试时间点t1获取[......（i,k）t1 N,（i,k）t1 N+1......]然后在下一个时间点t2获取[......（i,k）t2 N,（i,k）t2 N+1......]，计算
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1），
Figure 559471DEST_PATH_IMAGE001
（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1）即速率评测数据。
进一步，所述的高压发生端通过变压器组电连接非测量高压电网的输出端，用于向测量电网提供高压冲击。
进一步，所述的中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端均包括电性连接的通信单元、电压测试单元及数据处理单元。
进一步，所述配电分布测试端包括电性连接的无线通信单元、电压测试单元。
使用所述装置的一种电网的高压冲击测量方法，包括步骤：
高压发生端先连接并提供测量冲击电压到测量电网，
同时，
中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端在不同的级差变电网和输电网测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
配电分布测试端在家庭用电网中测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
然后，
综合管控端的接收单元接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；
综合管控端的模拟单元将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；
综合管控端的反馈单元将评测数据输出。
有益效果：本申请的测量装置及方法在电网的高压冲击测量中涵盖了中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端以及配电分布测试端，可以重点反映电网的配电或全局受高压冲击的影响，除此之外，数据采集上测试端均分布连接在不同的级差变电网和输电网，测试数据可以反映电网的不同级差以及每级物理结构的特异性影响；在具体的测量中本申请可以获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据，其中的分布评测数据显示了电网在受到高压冲击时各个测试端的数据分布，通过数据分布可以直接显示电网的各个部分的稳定性同时也可以通过数据分布中的异常发现电网的结构问题，这样就可以通过评测数据指导电网的稳定性调整。其中的速率评测数据显示了电网在连续测试中的稳定维持性能，既可以精准评估电网的质量也可以通过该数据预测电网未来的抗冲击能力。
附图说明：
图1是本申请中装置的组成结构框图；
图2是本申请中装置综合管控端的组成结构框图；
具体实施方式。
具体实施中，如图1所示，本申请的装置包括用于测量电压的中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端，用于综合管理的综合管控端，用于测量电压的配电分布测试端以及用于提供测量冲击的高压发生端，所述中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端均分布连接在不同的级差变电网和输电网，所述的配电分布测试端设置在家庭用电网，每个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端与综合管控端交互连接；具体地，中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端分别连接到中压电网、高压电网、超高压电网、特高压电网，所有的测试端都是分布式设立目的是为了选择具有代表性的测试端且不需要全部测量每一个电网物理结构。所述的中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端均包括电性连接的通信单元、电压测试单元及数据处理单元；具体地，通信单元、电压测试单元及数据处理单元可以分别采用通信模块电路、电压测量电路及控制单片机，通信模块电路优选采用短距离的通信协议模块比如蓝牙通信模块，通信模块用于将，电压测量电路的测量数值传递给控制单片机后由控制单片机完成模数转换、数据格式转换等之后由通信模块传递给上位机（即综合管控端）。
所述配电分布测试端包括电性连接的无线通信单元、电压测试单元；具体地，配电分布测试端的电压测试单元采用电压测量电路，无线通信单元可以采用成本较低的电子标签及可磁化的线路实现，实施中，电压测试单元采集电压后输出电压到电子标签所在线路，在电压产生的瞬间产生的磁场变化存储在电子标签连接的可磁化的线路在采集数据时直接采集磁化的线路磁场特征即可。配电分布测试端与综合管控端的通信也可以采用常规的技术如：配电分布测试端向综合管控端上报所述配电分布测试端对应的端口的端口类型，所述端口类型为基于网络层数据传输协议的端口类型，以使所述综合管控端利用与所述端口类型对应的端口驱动程序对所述端口进行驱动；所述配电分布测试端通过所述端口与所述综合管控端进行交互，建立所述配电分布测试端与所述综合管控端之间的基于所述网络层数据传输协议的通信链路；所述配电分布测试端通过所述基于所述网络层数据传输协议的通信链路，传输业务数据包和所述业务数据包的类型。所述网络层数据传输协议包括IP协议、SPX协议/IPX协议或NetBEUI协议。传输业务数据包和所述业务数据包的类型具体包括，所述配电分布测试端通过所述基于所述IP协议的通信链路，通过IP数据包的数据部分传输业务数据包和所述业务数据包的类型。
所述的高压发生端通过变压器组电连接非测量高压电网的输出端，用于向测量电网提供高压冲击；具体地，在测量前电网按照区域的独立可以分为测量电网和非测量电网，测量电网即参与直接测量的电网，非测量电网可以为测量电网提供高压冲击的电源。
实施中，如图2所示，所述的综合管控端包括相互连接的接收单元、模拟单元和反馈单元；优选地综合管控端采用pc机等上位机或者在线服务器，接收单元、模拟单元和反馈单元通过软件模块实现，所述的接收单元用于接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；所述的模拟单元用于根据电网的结构分布式建立电网的数据模型框架，还用于将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，还用于对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；所述的反馈单元用于将评测数据输出；反馈单元将评测数据输出包括输出依据评测数据给出的电网管控修正数据；具体地，评测数据可以显示电网在受到高压冲击时候的稳定性，通过评测数据也可以指导电网的稳定性调整。
具体地，所述的数据模型框架具体是一种数据类型，包括带有有级差电网结构在不同级的物理线路ID标识，每一个ID标识附带有对应物理线路的位置信息和电气信息，每一个ID标识指向一个数据向量，在数据模型框架中所有的数据向量均被配置为空，数据模型框架中不同的ID标识根据其在不同级的物理线路区别被划分为若干个等位组，所述的数据模型数据库由数据模型框架填充数据后获得，具体是，每一个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端也对应一个ID标识，在实际测试后，测试端测试的数据数值即对应的ID标识所指向数据向量应当填充的数值，并且将相应的数据向量填充，然后将数据模型框架中已经填充数据向量的ID标识所对应的所有数据向量的均值去填充同一个等位组且未填充的所有ID标识的数据向量；所述对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据，具体是，获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据。
所述的获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据具体是指，所有ID标识的已填充数据向量为（i,k）其中的i是ID标识值，k是向量的填充值，获取[......（i,k）N,（i,k）N+1......]，N表示自然数的下标，[......（i,k）N,（i,k）N+1......]即分布评测数据；在一个测试时间点t1获取[......（i,k）t1 N,（i,k）t1 N+1......]然后在下一个时间点t2获取[......（i,k）t2 N,（i,k）t2 N+1......]，计算
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（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1），
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（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1）即速率评测数据；其中获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据，其中的分布评测数据显示了电网在受到高压冲击时各个测试端的数据分布，通过数据分布可以直接显示电网的各个部分的稳定性同时也可以通过数据分布中的异常发现电网的结构问题，这样就可以通过评测数据指导电网的稳定性调整。其中的速率评测数据显示了电网在连续测试中的稳定维持性能，既可以精准评估电网的质量也可以通过该数据预测电网未来的抗冲击能力。
本申请还公开了利用上述电网的高压冲击测量装置进行测量的方法，包括步骤：
高压发生端先连接并提供测量冲击电压到测量电网，
同时，
中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端在不同的级差变电网和输电网测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
配电分布测试端在家庭用电网中测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
然后，
综合管控端的接收单元接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；
综合管控端的模拟单元将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；
综合管控端的反馈单元将评测数据输出。
值得说明的是，上述仅是本发明的实施例，可以理解是在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型获得其他实施例，其他实施例如在本发明权利要求范围的前提下也应当是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，包括用于测量电压的中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端，用于综合管理的综合管控端，用于测量电压的配电分布测试端以及用于提供测量冲击的高压发生端，所述中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端均分布连接在不同的级差变电网和输电网，所述的配电分布测试端设置在家庭用电网，每个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端与综合管控端交互连接。
2.根据权利要求1所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述的综合管控端包括相互连接的接收单元、模拟单元和反馈单元；所述的接收单元用于接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；所述的模拟单元用于根据电网的结构分布式建立电网的数据模型框架，还用于将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，还用于对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；所述的反馈单元用于将评测数据输出。
3.根据权利要求2所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，反馈单元将评测数据输出包括输出依据评测数据给出的电网管控修正数据。
4.根据权利要求2所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述的数据模型框架具体是一种数据类型，包括带有有级差电网结构在不同级的物理线路ID标识，每一个ID标识附带有对应物理线路的位置信息和电气信息，每一个ID标识指向一个数据向量，在数据模型框架中所有的数据向量均被配置为空，数据模型框架中不同的ID标识根据其在不同级的物理线路区别被划分为若干个等位组，所述的数据模型数据库由数据模型框架填充数据后获得，具体是，每一个中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端也对应一个ID标识，在实际测试后，测试端测试的数据数值即对应的ID标识所指向数据向量应当填充的数值，并且将相应的数据向量填充，然后将数据模型框架中已经填充数据向量的ID标识所对应的所有数据向量的均值去填充同一个等位组且未填充的所有ID标识的数据向量；所述对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据，具体是，获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据。
5.根据权利要求4所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述的获取电网的数据模型数据库中所有ID标识的已填充数据向量对应的计算数据向量的分布评测数据、速率评测数据具体是指，所有ID标识的已填充数据向量为（i,k）其中的i是ID标识值，k是向量的填充值，获取[......（i,k）N,（i,k）N+1......]，N表示自然数的下标，[......（i,k）N,（i,k）N+1......]即分布评测数据；在一个测试时间点t1获取[......（i,k）t1 N,（i,k）t1 N+1......]然后在下一个时间点t2获取[......（i,k）t2 N,（i,k）t2 N+1......]，计算
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1），
Figure 121304DEST_PATH_IMAGE002
（（i,k）t2 N-（i,k）t1 N）/（t2-t1）即速率评测数据。
6.根据权利要求1所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述的高压发生端通过变压器组电连接非测量高压电网的输出端，用于向测量电网提供高压冲击。
7.根据权利要求1所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述的中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端均包括电性连接的通信单元、电压测试单元及数据处理单元。
8.根据权利要求1所述的一种电网的高压冲击测量装置，其特征在于，所述配电分布测试端包括电性连接的无线通信单元、电压测试单元。
9.使用权利要求1所述装置的一种电网的高压冲击测量方法，其特征在于，包括步骤：
高压发生端先连接并提供测量冲击电压到测量电网，
同时，
中压分布测试端、高压分布测试端、超高压分布测试端、特高压分布测试端在不同的级差变电网和输电网测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
配电分布测试端在家庭用电网中测量电压并且将测量数据发给综合管控端；
然后，
综合管控端的接收单元接收中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据；
综合管控端的模拟单元将中压分布测试端或高压分布测试端或超高压分布测试端或特高压分布测试端或配电分布测试端的测试数据对应填充到电网的数据模型框架并获取电网的数据模型数据库，对电网的数据模型数据库进行计算获取评测数据；
综合管控端的反馈单元将评测数据输出。
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