CN112713654B - 一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，属于电力调动自动化技术领域，包括如下步骤：Step1：收集发电厂类型，分时段分别采集发电厂上送至市级和省级电力公司设备的遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据；Step2：对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；Step3：对母线进行功率一致性校验；Step4：对变压器进行并网点电能量有效性校验。本发明解决传统研判方式容易出现误判、漏判、误判的问题，创造性提出对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；对母线进行功率一致性校验；对变压器进行并网点电能量有效性校验，整合控制来自于多个系统的电网运行综合数据，实现业务数据的关联，大大提高了判断的准确率。

Description

一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法
技术领域
本发明属于电力调动自动化技术领域，具体涉及一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法。
背景技术
现有的调度系统对数据质量研判方式是通过单一调度主站系统获取数据进行研判，或通过设置电气参数阈值方式进行研判。这种方式带来的问题有：
1.发电厂站上送的数据，不超过所设阈值时发生的数据传输错误时，出现误判或漏判。
2.新能源变电站的实时数据会出现与发电量和发电机组运行状态不一致的情况，如数据跳变、光伏电站夜间出现发电超过1兆瓦等情况，从而导致传统的研判方式发生误判。
3.使用单一调度主站获取的数据进行数据可信度的判断，仅能通过发电厂直接上送的数据进行判断，无法结合其他调度系统中的数据进行综合性研判。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，解决传统研判方式容易出现误判、漏判、误判的问题，创造性提出对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；对母线进行功率一致性校验；对变压器进行并网点电能量有效性校验，整合控制来自于多个系统的电网运行综合数据，实现业务数据的关联，大大提高了判断的准确率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，包括如下步骤：
Step1：收集发电厂类型，分时段分别采集发电厂上送至市级和省级电力公司母线、变压器、发电机、交流线路端点、断路器和逆变器的遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据；
Step2：基于发电厂类型和发电机、断路器、变压器和逆变器的市级和省级遥信值，分别对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；
Step3：基于母线的市级和省级遥信值，分别对母线进行功率一致性校验；
Step4：基于发电厂类型，变压器和交流线路端点的市级和省级遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据，分别对变压器进行并网点电能量有效性校验。
进一步的，Step2包括如下步骤：
Step2.1：判别发电机与变压器绕组低压侧间是否存在断路器；
Step2.2：判断发电厂是火电厂、光伏发电厂还是其他发电厂；
Step2.3：通过有功的遥信值Pcl与发电机额定功率Pe的关系，进行发电厂运作状态是否正常的判断：
火电厂和其他发电厂的判别公式为：
Pcl<μPe   (1)
光伏发电厂在无光区间段T内的判别公式为：
Pcl>θ   (2)
其中，Pcl为供电公司上送至调控云的有功的遥信值，Pe为发电机的额定功率，μ和θ为常数；
当公式(1)或公式(2)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，发电厂类型为其他发电厂时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间存在断路器时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间不存在断路器时时，μ＝0.35；θ＝1；无光区间段T为20:00-4:00。
进一步的，发电厂类型为光伏发电厂时，发电机用逆变器替换。
进一步的，Step3包括如下步骤：
Step3.1:基于机端电压Ucl与额定电压Ue的关系，设定母线电压越限校验值：
Figure GDA0003977471840000021
其中，Uc为母线电压越限校验值，Ucl为供电公司上送至调控云的机端电压遥测数据，Ue为与该发电机相连的母线的额定电压，α和β为常数；
Step3.2：基于电流Icl、有功Pcl、无功Qcl和机端电压Ucl，设定母线合理运行状态校验值Sgcl：
Figure GDA0003977471840000031
其中，Sgcl为母线合理运行状态校验值，Qcl为供电公司上送至调控云的无功的遥信值，Icl为供电公司上送至调控云的电流的遥信值，
Step3.3：基于母线电压越限校验值Uc和母线合理运行状态校验值Sgcl，判断母线运行状态是否正常：
Uc+Sgcl＞0   (5)
当公式(5)成立时，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，α＝0.93，β＝1.07。
进一步的，Step4包括如下步骤：
Step4.1:根据与变压器绕组高压及低压侧相连的断路器遥信值及交流线路端点有功量，测算升压变送电有功积分电量W(Psax)：
Figure GDA0003977471840000032
其中，W(Psax)表示升压变送电有功积分电量，Ysh表示某一时刻与该变压器绕组高压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Ysl表示与该变压器绕组低压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Psax表示时刻为t与该变压器绕组高压侧相连的交流线路端点的由省级供电公司上送至调控云的有功电量，
Step4.2:计算升压变送电电量校核值Wsc：
Figure GDA0003977471840000033
其中，Wsc表示升压变送电电量校核值，n为与变压器绕组高压侧相连的与交流线段端点数量,Wsat1和Wsat0分别表示t1时刻和t0时刻，供电公司上送至调控云的正向有功电量；
Step4.3:判定发电厂发电类型是否为光伏发电厂，判定并网点电能量判定公式如下：
W(Psax)＞δ   (8)
Wsc≥σ   (9)
当发电厂发电类型为光伏发电厂时，且时间
Figure GDA0003977471840000041
公式(8)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常；
当发电厂发电类型不是光伏发电厂时，公式(9)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，dt＝300秒，t1-t0＝1800秒，δ＝5，σ＝20。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，解决传统研判方式容易出现误判、漏判、误判的问题，创造性提出对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；对母线进行功率一致性校验；对变压器进行并网点电能量有效性校验，整合控制来自于多个系统的电网运行综合数据，实现业务数据的关联，大大提高了判断的准确率。
1、本发明每个数据采用通过技术手段集中到调控云数据库中的两个不同数据源的数据，然后进行对比研判，从而得到结论，研判正确率大大提升。
2、发电机(逆变器)是发电厂的主要设备，以往各种方式的数据巡检和研判忽略了“光伏发电厂分时发电”这一研判方式,即:在没有阳光的情况下，光伏站的有功发电极低。本发明利用分时监控的方式，对变电站的运行状态进行合理判断，提高了研判准确性。以往针对火电厂，少有在火轮机正常工作情况下，对最小出力进行监控，本发明同时监控火轮机出力来提高研判精度。
3、传统的发电厂运行状态研判方式，往往仅关注“出口开关”也就是发电机相连的断路器进行判断，但这种方式存在一定的问题，少数传统的机组和部分新能源机组(逆变器)不存在相连的断路器，本发明对变压器高低压侧绕组“有功功率”结合“电量”的方式进行研判，巧妙的利用了“并网点”断路器结合变压器绕组，进行综合研判。
附图说明
图1是本发明算法步骤的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步地说明。
实施例1
如图1所示，一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，包括如下步骤：
Step1：收集发电厂类型，分时段分别采集发电厂上送至市级和省级电力公司母线、变压器、发电机、交流线路端点、断路器和逆变器的遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据；
Step2：基于发电厂类型和发电机、断路器、变压器和逆变器的市级和省级遥信值，分别对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；
Step3：基于母线的市级和省级遥信值，分别对母线进行功率一致性校验；
Step4：基于发电厂类型，变压器和交流线路端点的市级和省级遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据，分别对变压器进行并网点电能量有效性校验。
实施例2：实施例2与实施例1的区别仅在于：对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验进行了具体的阐述。
具体的，Step2包括如下步骤：
Step2.1：判别发电机与变压器绕组低压侧间是否存在断路器；
Step2.2：判断发电厂是火电厂、光伏发电厂还是其他发电厂；
Step2.3：通过有功的遥信值Pcl与发电机额定功率Pe的关系，进行发电厂运作状态是否正常的判断：
火电厂和其他发电厂的判别公式为：
Pcl<μPe   (1)
光伏发电厂在无光区间段T内的判别公式为：
Pcl>θ   (2)
其中，Pcl为供电公司上送至调控云的有功的遥信值，Pe为发电机的额定功率，μ和θ为常数；
当公式(1)或公式(2)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，发电厂类型为其他发电厂时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间存在断路器时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间不存在断路器时时，μ＝0.35；θ＝1；无光区间段T为20:00-4:00。
进一步的，发电厂类型为光伏发电厂时，发电机用逆变器替换。
实施例3：实施例3与实施例1的区别仅在于：对母线进行功率一致性校验进行了具体的描述。
具体的，Step3包括如下步骤：
Step3.1:基于机端电压Ucl与额定电压Ue的关系，设定母线电压越限校验值：
Figure GDA0003977471840000061
其中，Uc为母线电压越限校验值，Ucl为供电公司上送至调控云的机端电压遥测数据，Ue为与该发电机相连的母线的额定电压，α和β为常数；
Step3.2：基于电流Icl、有功Pcl、无功Qcl和机端电压Ucl，设定母线合理运行状态校验值Sgcl：
Figure GDA0003977471840000062
其中，Sgcl为母线合理运行状态校验值，Qcl为供电公司上送至调控云的无功的遥信值，Icl为供电公司上送至调控云的电流的遥信值，
Step3.3：基于母线电压越限校验值Uc和母线合理运行状态校验值Sgcl，判断母线运行状态是否正常：
Uc+Sgcl＞0   (5)
当公式(5)成立时，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，α＝0.93，β＝1.07。
实施例4：实施例4与实施例1的区别仅在于对变压器进行并网点电能量有效性校验进行了具体的描述。
具体的，Step4包括如下步骤：
Step4.1:根据与变压器绕组高压及低压侧相连的断路器遥信值及交流线路端点有功量，测算升压变送电有功积分电量W(Psax)：
Figure GDA0003977471840000071
其中，W(Psax)表示升压变送电有功积分电量，Ysh表示某一时刻与该变压器绕组高压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Ysl表示与该变压器绕组低压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Psax表示时刻为t与该变压器绕组高压侧相连的交流线路端点的由省级供电公司上送至调控云的有功电量，
Step4.2:计算升压变送电电量校核值Wsc：
Figure GDA0003977471840000072
其中，Wsc表示升压变送电电量校核值，n为与变压器绕组高压侧相连的与交流线段端点数量,Wsat1和Wsat0分别表示t1时刻和t0时刻，供电公司上送至调控云的正向有功电量；
Step4.3:判定发电厂发电类型是否为光伏发电厂，判定并网点电能量判定公式如下：
W(Psax)＞δ   (8)
Wsc≥σ   (9)
当发电厂发电类型为光伏发电厂时，且时间
Figure GDA0003977471840000081
公式(8)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常；
当发电厂发电类型不是光伏发电厂时，公式(9)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
优选的，dt＝300秒，t1-t0＝1800秒，δ＝5，σ＝20。
当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：包括如下步骤：
Step1：收集发电厂类型，分时段分别采集发电厂上送至市级和省级电力公司母线、变压器、发电机、交流线路端点、断路器、逆变器的遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据；
Step2：基于发电厂类型和发电机、断路器、变压器和逆变器的市级和省级遥信值，分别对发电机进行源端瞬时能量交换合理性校验；
Step3：基于母线的市级和省级遥信值，分别对母线进行功率一致性校验；
Step4：基于发电厂类型，变压器和交流线路端点的市级和省级遥信值，以及发电厂所在地的市级和省级电力公司的电量数据，分别对变压器进行并网点电能量有效性校验；
Step2包括如下步骤：
Step2.1：判别发电机与变压器绕组低压侧间是否存在断路器；
Step2.2：判断发电厂是火电厂、光伏发电厂还是其他发电厂；
Step2.3：通过有功的遥信值Pcl与发电机额定功率Pe的关系，进行发电厂运作状态是否正常的判断：
火电厂和其他发电厂的判别公式为：
Pcl<μPe    (1)
光伏发电厂在无光区间段T内的判别公式为：
Pcl>θ    (2)
其中，Pcl为供电公司上送至调控云的有功的遥信值，Pe为发电机的额定功率，μ和θ为常数；
当公式(1)或公式(2)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常；
Step4包括如下步骤：
Step4.1:根据与变压器绕组高压及低压侧相连的断路器遥信值及交流线路端点有功量，测算升压变送电有功积分电量W(Psax)：
Figure FDA0003977471830000021
其中，W(Psax)表示升压变送电有功积分电量，Ysh表示某一时刻与该变压器绕组高压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Ysl表示与该变压器绕组低压侧相连的断路器的由供电公司上送至调控云的遥信值，Psax表示时刻为t与该变压器绕组高压侧相连的交流线路端点的由省级供电公司上送至调控云的有功电量，
Step4.2:计算升压变送电电量校核值Wsc：
Figure FDA0003977471830000022
其中，Wsc表示升压变送电电量校核值，n为与变压器绕组高压侧相连的与交流线段端点数量,Wsat1和Wsat0分别表示t1时刻和t0时刻，省级供电公司上送至调控云的正向有功电量；
Step4.3:判定发电厂发电类型是否为光伏发电厂，判定并网点电能量判定公式如下：
W(Psax)＞δ    (8)
Wsc≥σ    (9)
当发电厂发电类型为光伏发电厂时，且时间
Figure FDA0003977471830000023
公式(8)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常；
当发电厂发电类型不是光伏发电厂时，公式(9)成立，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
2.根据权利要求1所述的一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：发电厂类型为其他发电厂时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间存在断路器时，μ＝0.05；发电厂类型为火电厂，且发电机与变压器绕组低压侧间不存在断路器时，μ＝0.35；θ＝1；无光区间段T为20:00-4:00。
3.根据权利要求1所述的一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：发电厂类型为光伏发电厂时，发电机用逆变器替换。
4.根据权利要求1所述的一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：Step3包括如下步骤：
Step3.1:基于机端电压Ucl与额定电压Ue的关系，设定母线电压越限校验值：
Figure FDA0003977471830000031
其中，Uc为母线电压越限校验值，Ucl为供电公司上送至调控云的机端电压遥测数据，Ue为与该发电机相连的母线的额定电压，α和β为常数；
Step3.2：基于电流Icl、有功Pcl、无功Qcl和机端电压Ucl，设定母线合理运行状态校验值Sgcl：
Figure FDA0003977471830000032
其中，Sgcl为母线合理运行状态校验值，Qcl为供电公司上送至调控云的无功的遥信值，Icl为供电公司上送至调控云的电流的遥信值，
Step3.3：基于母线电压越限校验值Uc和母线合理运行状态校验值Sgcl，判断母线运行状态是否正常：
Uc+Sgcl＞0    (5)
当公式(5)成立时，发电厂运行状态异常，反之，发电厂运行状态正常。
5.根据权利要求4所述的一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：α＝0.93，β＝1.07。
6.根据权利要求1所述的一种基于调控云的发电厂运行状态的研判方法，其特征在于：dt＝300秒，t1-t0＝1800秒，δ＝5，σ＝20。
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