CN113642837A - 一种基于势态感知的电网调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于势态感知的电网调度系统，包括环境信息感知模块，用于采集配电网络中具体电力设备所处区域的当前环境信息；电力设备信息感知模块，用于采集配电网络中各种电力设备信息；电网负载信息感知模块，用于根据配电网络中的电网负载波动曲线；决策生成模块，用于接收来自环境信息感知模块、电力设备信息感知模块和电网负载信息感知模块传输的信息；系统中的决策生成模块自动检测负载波动曲线，并根据负载的异常波动结合对应区域的环境变化推断出是哪种类型的电力设备产生的状态变化，从而输出对应的电力设备信息至调度系统，为调度员提供决策辅助。

Description

一种基于势态感知的电网调度系统

技术领域

本发明涉及电网调度技术领域，具体是一种基于势态感知的电网调度系统。

背景技术

随着互联电网规模的不断扩大以及电网运行管理的日益精细，控制中心将涌入大量的数据和信息，如何使电网运行管理人员从纷繁、海量、动态、可能有瑕疵的数据中有效把握电网的运行态势、进而有效地掌控电网的运行，成为智能电网调度控制中心建设亟需解决的问题。

态势感知是在一定的时空条件下，对环境因素进行获取、理解，并对未来状态进行推测。为减轻调度员的工作负担、提高调度员的工作效率，应充分利用先进的计算机交互技术来设计电网调度自动化系统的交互系统，动用人类的各种感官来提升调度员的态势感知能力，保障电网的安全、可靠、经济运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于势态感知的电网调度系统，能够进行态势感知并自动生成调度决策，从而配合调度员的调度工作，提高调度员的工作效率。

本发明的一种基于势态感知的电网调度系统，包括环境信息感知模块，用于采集配电网络中具体电力设备所处区域的当前环境信息；

电力设备信息感知模块，用于采集配电网络中各种电力设备信息；

电网负载信息感知模块，用于根据配电网络中的电网负载波动曲线；

决策生成模块，用于接收来自环境信息感知模块、电力设备信息感知模块和电网负载信息感知模块传输的信息；

决策生成模块将环境信息的变化与电力设备信息的变化进行关联，并将所有的电力设备信息与整个配电网络的电力负载波动曲线进行关联，进而将环境信息与电力负载波动曲线进行关联；

决策生成模块综合环境信息的变化和负载波动曲线的变化生成电力设备的状态推测，并自动生成维护对应电力设备的的决策；

决策生成步骤包括：

S11、当配电网络中的负载波动曲线产生异常变化时，自动获取配电网络覆盖的区域的环境信息；

S12、将产生环境信息变化的区域进行分析，提取出对应区域产生较大变化的各项环境信息；

S13、将各项环境信息对应的相关度较高的电力设备的电力设备信息调出，并输出至调度系统。

进一步地，所述环境信息包括温湿度信息和天气信息，天气信息包含风、雨、雪、雷电、洪水、山火以及自定义灾害信息，天气信息等级

α＝P1*A+P2*B+P3*C+P4*D+P5*E+P6*F+P7*G，P1-P7均为权重，A表示风等级，B表示雨等级，C表示雪等级，D表示雷电等级，E表示洪水等级，F表示山火等级，G为自定义灾害等级；

不同的电力设备根据电力设备的特性对权重P1-P7进行赋值。

进一步地，所述环境信息中的温湿度信息根据设置在对应地点的温湿度传感器采集，并通过控制设备有线或者无线地传输至所述决策生成模块中；所述环境信息中的天气信息通过气象系统获取并有线或者无线地传输至所述决策生成模块中。

进一步地，所述电力设备信息包括位置信息、温度、运转时间、负荷值和是否处于室内状态信息，所述电力设备信息通过电力设备运行监测系统传输至所述决策生成模块，或者加装监测设备获取并发送至所述决策生成模块；当所述电力设备为处于室内状态时，在关联所述环境信息与电力设备状态信息时不计入所述天气信息。

进一步地，所述关联步骤包括：

S21、采集某电力设备的在多个时间节点下的历史环境信息和该电力设备的在对应时间节点下的电力设备信息，将采集的两个数组进行相关度运算，公式为：

其中R1为环境信息与电力设备信息的相关度，Xi为历史环境信息，

为历史环境信息数组的平均值，Yi为对应的历史电力设备信息，

为历史电力设备信息数组的平均值；

S22、在电网负载波动曲线中按照对应的时间节点采集负载值的离散数组，并计算该数组与电力设备信息数组的相关度，计算公式为：

其中R2为电力设备信息与电网负载的相关度，Zi为对应时间节点下的电网负载，

电网负载离散数组的平均值；

S23、计算该电网负载离散数组与环境信息数组的相关度，计算公式为：

S24、将各种电力设备的各项环境信息、各项电力设备信息以及电网对应的负载进行逐一对比，计算出相关的具体参数，其中相关度R1或者R2大于0.7或者小于-0.7时判断为相关。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于势态感知的电网调度系统，通过将采集配电网络中的电力设备所处环境的环境信息、电力设备自身的电力设备信息和整个配电网络的负载波动曲线，并将其进行关联，系统中的决策生成模块自动检测负载波动曲线，并根据负载的异常波动结合对应区域的环境变化推断出是哪种类型的电力设备产生的状态变化，从而输出对应的电力设备信息至调度系统，为调度员提供决策辅助。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图：

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的系统决策生成流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-2所示：本实施例的一种基于势态感知的电网调度系统，包括

环境信息感知模块，用于采集配电网络中具体电力设备所处区域的当前环境信息并进行数字化处理，具体地，环境信息包括温湿度信息和天气信息，天气信息包含风、雨、雪、雷电、洪水、山火以及自定义灾害信息，天气信息等级α＝P1*A+P2*B+P3*C+P4*D+P5*E+P6*F+P7*G，P1-P7均为权重，A表示风等级，B表示雨等级，C表示雪等级，D表示雷电等级，E表示洪水等级，F表示山火等级，G为自定义灾害等级，风、雨、雪、雷电、洪水、山火以及自定义灾害信息每种类型分为五个登记，权重在0-1之间，天气信息等级α介于0-35之间；

不同的电力设备根据电力设备的特性对权重P1-P7进行赋值，例如输电线缆受温度和积雪的影响较大，因此在计算输电线缆的环境信息的时候除了列出温度信息以外，需要将雪等级的权重值增大，即对P3赋值时上调比例；

环境信息中的温湿度信息根据设置在对应地点的温湿度传感器采集，并通过控制设备有线或者无线地传输至决策生成模块中，如果电力设备处于室内，可以通过数据线缆接入至内部网络对环境信息进行传输，如果电力设备处于室外则使用移动通信模块接入至移动网络中进行远程发送；

环境信息中的天气信息通过气象系统获取并有线或者无线地传输至决策生成模块中，气象信息一般直接利用决策生成模块从现有的气象系统中获取，如果电力设备处于较为复杂的环境中，无法直接从现有的气象系统中获取，则使用功能气象监测设备通过有线或者无线的方式传输，一般情况下采用移动网络无线远程发送。

电力设备信息感知模块，用于采集配电网络中各种电力设备信息，电力设备信息包括位置信息、温度、运转时间、负荷值和是否处于室内状态信息，电力设备信息通过电力设备运行监测系统传输至决策生成模块，或者加装监测设备获取并发送至决策生成模块；当电力设备为处于室内状态时，在关联环境信息与电力设备状态信息时不计入天气信息；电力设备信息中的位置信息只用于提供一种基本信息，运转时间和符合值均与温度正相关，因此在进行关联计算时可省略电力设备的温度，只把电力设备的温度作为一种基本信息。

电网负载信息感知模块，用于根据配电网络中的电网负载波动曲线，负载波动曲线由现有电网调度系统提供；

决策生成模块，用于接收来自环境信息感知模块、电力设备信息感知模块和电网负载信息感知模块传输的信息；

决策生成模块将环境信息的变化与电力设备信息的变化进行关联，并将所有的电力设备信息与整个配电网络的电力负载波动曲线进行关联，进而将环境信息与电力负载波动曲线进行关联；

关联步骤包括：

S21、采集某电力设备的在多个时间节点下的历史环境信息和该电力设备的在对应时间节点下的电力设备信息，将采集的两个数组进行相关度运算，公式为：

其中R1为环境信息(温湿度和天气信息)与电力设备信息(运行时间和负载)的相关度，Xi为历史环境信息，

为历史环境信息数组的平均值，Yi为对应的历史电力设备信息，

为历史电力设备信息数组的平均值，由于环境信息中的温湿度与电力设备温度具有显然的相关度，因此不做相关度运算；

S22、在电网负载波动曲线中按照对应的时间节点采集负载值的离散数组，并计算该数组与电力设备信息数组的相关度，计算公式为：

其中R2为电力设备信息(运行时间和负载)与电网负载的相关度，Zi为对应时间节点下的电网负载，

电网负载离散数组的平均值；

S23、计算该电网负载离散数组与环境信息数组的相关度，计算公式为：

S24、将各种电力设备的各项环境信息、各项电力设备信息以及电网对应的负载进行逐一对比，计算出相关的具体参数，其中相关度R1或者R2大于0.7或者小于-0.7时判断为相关，经过上述计算获得以下结果：

当环境信息中温度大于26℃时，温度与发电机、变压器、输电线缆等电力设备的负载和运行时间呈正相关，负载波动曲线出现快速上升趋势；

当环境信息中温度小于7℃时，温度与发电机、变压器、输电线缆等电力设备的负载和运行时间呈负相关，负载波动曲线出现快速上升趋势；

当环境信息中的天气信息值α大于10时，天气信息与发电机、变压器、输电线缆等电力设备的负载和运行时间呈负相关，负载波动曲线出现快速下降趋势；

发电机、变压器、输电线缆等电力设备的负载和运行时间均与负载波动曲线正相关；

其他情况下无明显相关性；

决策生成模块综合环境信息的变化和负载波动曲线的变化生成电力设备的状态推测，并自动生成维护对应电力设备的的决策；

决策的具体生成步骤包括：

S11、当配电网络中的负载波动曲线产生异常变化时，即符合相关结论中的快速上升或者快速下降时，自动获取配电网络覆盖的所有区域的环境信息，通过列表的形式进行呈现，包括历史信息；

S12、将产生环境信息变化的区域进行分析，提取出对应区域产生较大变化的各项环境信息；

S13、将各项环境信息对应的相关度较高的电力设备的电力设备信息调出，例如，某地区的温度从25℃上升至30℃，同时电网波动曲线快速上升，则满足发电机、变压器、输电线缆等电力设备中的负载升高和运行时间边长的相关性，决策生成模块自动生成对上述电力设备的预警决策，并将预警决策连同对应设备的温度信息和位置信息输出至调度系统；或者某地区的天气信息值α从5上升至15，则说明对应地区的天气灾害发生，在结合负载波动曲线的快速下降，则推断对应地区的电力设备有可能产生故障停止工作，此时决策生成模块自动将预警决策连同对应设备的温度信息和位置信息输出至调度系统，此时如果采集到的设备温度低于工作温度，则可以进一步验证对应电力设备的工作故障，从而快速地辅助调度员进行调度工作。

本发明的一种基于势态感知的电网调度系统，通过将采集配电网络中的电力设备所处环境的环境信息、电力设备自身的电力设备信息和整个配电网络的负载波动曲线，并将其进行关联，系统中的决策生成模块自动检测负载波动曲线，并根据负载的异常波动结合对应区域的环境变化推断出是哪种类型的电力设备产生的状态变化，从而输出对应的电力设备信息至调度系统，为调度员提供决策辅助。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于势态感知的电网调度系统，其特征在于：包括

环境信息感知模块，用于采集配电网络中具体电力设备所处区域的当前环境信息；

电力设备信息感知模块，用于采集配电网络中各种电力设备信息；

电网负载信息感知模块，用于根据配电网络中的电网负载波动曲线；

决策生成模块，用于接收来自环境信息感知模块、电力设备信息感知模块和电网负载信息感知模块传输的信息；

决策生成模块将环境信息的变化与电力设备信息的变化进行关联，并将所有的电力设备信息与整个配电网络的电力负载波动曲线进行关联，进而将环境信息与电力负载波动曲线进行关联；

决策生成模块综合环境信息的变化和负载波动曲线的变化生成电力设备的状态推测，并自动生成维护对应电力设备的的决策；

决策生成步骤包括：

S11、当配电网络中的负载波动曲线产生异常变化时，自动获取配电网络覆盖的区域的环境信息；

S12、将产生环境信息变化的区域进行分析，提取出对应区域产生较大变化的各项环境信息；

S13、将各项环境信息对应的相关度较高的电力设备的电力设备信息调出，并输出至调度系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于势态感知的电网调度系统，其特征在于：所述环境信息包括温湿度信息和天气信息，天气信息包含风、雨、雪、雷电、洪水、山火以及自定义灾害信息，天气信息等级

α＝P1*A+P2*B+P3*C+P4*D+P5*E+P6*F+P7*G，P1-P7均为权重，A表示风等级，B表示雨等级，C表示雪等级，D表示雷电等级，E表示洪水等级，F表示山火等级，G为自定义灾害等级；

不同的电力设备根据电力设备的特性对权重P1-P7进行赋值。

3.根据权利要求2所述的一种基于势态感知的电网调度系统，其特征在于：所述环境信息中的温湿度信息根据设置在对应地点的温湿度传感器采集，并通过控制设备有线或者无线地传输至所述决策生成模块中；所述环境信息中的天气信息通过气象系统获取并有线或者无线地传输至所述决策生成模块中。

4.根据权利要求2所述的一种基于势态感知的电网调度系统，其特征在于：所述电力设备信息包括位置信息、温度、运转时间、负荷值和是否处于室内状态信息，所述电力设备信息通过电力设备运行监测系统传输至所述决策生成模块，或者加装监测设备获取并发送至所述决策生成模块；当所述电力设备为处于室内状态时，在关联所述环境信息与电力设备状态信息时不计入所述天气信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于势态感知的电网调度系统，其特征在于：所述关联步骤包括：

S21、采集某电力设备的在多个时间节点下的历史环境信息和该电力设备的在对应时间节点下的电力设备信息，将采集的两个数组进行相关度运算，公式为：

其中R1为环境信息与电力设备信息的相关度，Xi为历史环境信息，

为历史环境信息数组的平均值，Yi为对应的历史电力设备信息，

为历史电力设备信息数组的平均值；

S22、在电网负载波动曲线中按照对应的时间节点采集负载值的离散数组，并计算该数组与电力设备信息数组的相关度，计算公式为：

其中R2为电力设备信息与电网负载的相关度，Zi为对应时间节点下的电网负载，

电网负载离散数组的平均值；

S23、计算该电网负载离散数组与环境信息数组的相关度，计算公式为：

S24、将各种电力设备的各项环境信息、各项电力设备信息以及电网对应的负载进行逐一对比，计算出相关的具体参数，其中相关度R1或者R2大于0.7或者小于-0.7时判断为相关。

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