CN114447946A - 一种海上油田电网动态无功优化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网无功优化技术领域，具体涉及一种海上油田电网动态无功优化系统及方法，本发明将SVG在线矢量绘图、多方式无功优化操作、动态无功优化结果比较、无功优化数据管理、系统电气设备信息管理集成于一体，设定开始和截止时间和优化间隔后，采用默认的优化方法在预置时间段内，以特定的时间间隔来执行电网的无功优化，并将结果进行可视化展示。本发明用于海上油田电网动态无功优化配置设计，为作业人员提供一套简单、操作便利的动态无功优化配置选择及无功补偿选址设计的专用工具。本发明具备结构简单、操作方便、应用可靠等优点。

Description

一种海上油田电网动态无功优化系统及方法

技术领域

本发明涉及电网无功优化技术领域，具体涉及一种海上油田电网动态无功优化系统及方法。

背景技术

海上油气田近年来持续发展，油气田电网的负荷日益增长，同时海上油气田也在逐步应用清洁能源发电技术如风力发电来缓解海上油气田供电能力的不足。随着负荷的增加和风电的接入，无功调节需求增加。当无功功率不平衡时，将会导致系统电压降低、电能质量下降、功率因数降低、线损增加等问题。为了解决以上的问题，保证系统安全经济运行，必须做好无功补偿的设计、规划、建设和管理等各方面的工作。通过合理的无功补偿和无功调度可以补充电力系统的无功功率使之保持平衡，降低海上油田电网中的功率损耗减少电网中的电压损失，提高电压质量提高海上油田电网的输送能力和设备的利用率提高系统的功率因数，减少电网损耗。

目前海上油田电网主要采用EMS(能量管理系统)实现对电网的监视和控制，具备数据采集和安全监视(SCADA)、频率(有功)调整和控制、电压(无功)调整和控制、优先脱扣等功能。海上油气田电网电站布置分散，运行方式多样，EMS不具备根据电网运行条件进行整体无功潮流优化的能力。因此需要独立开发动态无功优化系统，与EMS系统结合，根据系统优化计算的结果，为电网调度人员提供操作指导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种海上油田电网动态无功优化系统及方法，用于解决上述问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种海上油田电网动态无功优化系统，包括

参数查询及设置模块，用于与SVG电网连线矢量图节点的关联，进而查询各个设备的信息或者修改各个设备信息；

数据备份与恢复模块，用于将设备参数、无功优化数据和无功优化算法比较的结果导出到指定文件夹下，或通过选择备份文档更新软件需要用到的数据；

SVG矢量图模块，用于通过调用已有工具SVGeditor绘制SVG 矢量图；

无功优化模块，用于全自动实时的电网无功优化或手动电网无功优化。

更进一步的，所述参数查询及设置模块中，通过触发树形目录中的“参数查询”链接进入查询页面，在SVG图下显示电网设备各个信息的目录。

更进一步的，触发树形目录的“参数设置”链接进入设置修改页面，SVG图下面默认的设备信息为空值，用户可通过点击节点来修改不同的节点的不同信息。

更进一步的，所述数据备份与恢复模块将设备参数、无功优化数据和无功优化算法比较的结果以备份文档的形式从数据库中导出到指定文件夹下。

更进一步的，所述数据备份与恢复模块中，通过触发主界面的链接进入备份与恢复页面，用户选择数据需要备份的地方或者选择需要恢复出来的数据在系统里面的位置，最后触发“备份”或者“恢复”按钮实现功能。

更进一步的，所述SVG矢量图模块，用于绘制带有各种电器元件的SVG矢量图，供无功优化计算时实时动态地显示。

更进一步的，所述SVG矢量图模块使用时，利用SVGeditor生成基本图元，然后利用已有的图元绘制出电网潮流图，并显示在网页中。

更进一步的，所述无功优化模块包括无功优化计算、比较展示优化算法结果以及对已经优化过的结果进行存储和查询管理功能。

第二方面，本发明提供了一种海上油田电网动态无功优化方法，所述方法使用第一方面所述的海上油田电网动态无功优化系统，所述方法将SVG在线矢量绘图、多方式无功优化操作、动态无功优化结果比较、无功优化数据管理、系统电气设备信息管理集成于一体，设定开始和截止时间和优化间隔后，采用默认的优化方法在预置时间段内，以特定的时间间隔来执行电网的无功优化，并将结果进行可视化展示。

更进一步的，所述方法在粒子群优化算法中进行选择然后提交，系统以该种算法对电网进行优化及其结果的可视化显示；

所述方法在通过在时间区间确定起止时间，系统将在该时间段内的所有无功优化结果查询出来并显示每次的无功优化的状况和优化建议。

本发明的有益效果为：

本发明用于海上油田电网动态无功优化配置设计，为作业人员提供一套简单、操作便利的动态无功优化配置选择及无功补偿选址设计的专用工具。本发明具备结构简单、操作方便、应用可靠等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是一种海上油田电网动态无功优化方法的模块连接示意图；

图2是一种海上油田电网动态无功优化系统的模块连接示意图；

图3是一种海上油田电网动态无功优化系统的关于节点参数的流程示意图；

图4是一种海上油田电网动态无功优化方法的流程示意图；

图5是一种海上油田电网动态无功优化系统的SVG矢量图编辑器管理示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1和图2所示，本实施例提供一种海上油田电网动态无功优化系统，本实施例系统设备管理模块进行设计，提供四个子功能模块包括参数查询，参数设置，系统运行设置和数据备份与恢复。

参照图3所示，本实施例进行参数查询和设置模块设计时，参数查询和参数设置子功能实现了与SVG电网连线矢量图节点的关联，点击矢量图节点，可以查询各个设备的信息，同时也可以修改设备信息。用户进入系统主界面后，通过点击树形目录中的“参数查询”链接可以进入查询页面，在SVG图下可以看到电网设备各个信息的目录，当点击SVG图的某个节点时，节点的设备信息就会显出出来了。

本实施例中，当点击树形目录的“参数设置”链接可进入设置修改页面，此时SVG图下面默认的设备信息为空值，用户可通过点击节点来修改不同的节点的不同信息。

本实施例进行数据备份与恢复模块设计时，数据备份与恢复子功能可以将设备参数、无功优化数据和无功优化算法比较的结果以备份文档的形式从数据库中导出到指定文件夹下。还可以通过选择备份文档更新软件需要用到的数据。

本实施例中，用户通过点击主界面的链接进入备份与恢复页面，点击“浏览”按钮，系统默认弹出windows系统的“我的电脑”对话框，用户选择数据需要备份的地方或者选择需要恢复出来的数据在系统里面的位置，最后点击“备份”或者“恢复”按钮即可实现功能。

本实施例进行SVG矢量图模块设计与实现时，通过调用已有工具 SVGeditor绘制SVG矢量图，使用该工具可绘制带有各种电器元件的 SVG矢量图，供无功优化计算时实时动态地显示。

本实施例使用时，需利用SVGeditor生成基本图元，然后利用已有的图元绘制出电网潮流图，并显示在网页中。

本实施例进行无功优化模块功能设计时，无功优化模块包含了无功优化计算、比较展示优化算法结果以及对已经优化过的结果进行存储和查询管理三大子功能。

本实施例实现两种无功优化算法的选择：一种是系统全自动实时的无功优化；另一种是手动进行相关操作。

实施例2

本实施例为实施例1的具体实施及补充，具体为海上油田电网动态无功优化可视化软件系统，主要包括：电网设备管理。SVG矢量图编辑器管理(参见图5)。海上油田电网动态无功优化管理三大功能。其中动态无功优化计算模块是基于加速因子的粒子群算法和其它三种主流无功优化算法，通过页面显示出来的对电网网损的作用，对比显示出某种算法的优势。

本实施例海上油田电网无功优化可视化系统将SVG在线矢量绘图、多方式无功优化操作、动态无功优化结果比较、无功优化数据管理、系统电气设备信息管理集成于一体。从功能上来看海上油田电网可视化动态无功优化系统分为SVG在线矢量绘图编辑器、无功优化管理和电网设备管理三大模块。

本实施例系统架构整体可以分为三层：前端展示层、后台功能实现层和数据管理层。

本实施例系统可采用传统的MVC模式，并通过近年来使用广泛的struts2框架来实现，剥离开显示层、控制层和模型层，使代码可重用性进一步提高，增强其可移植性。

本实施例前端显示层负责显示SVG图、节点参数、无功优化结果等功能。功能实现层负责实现SVG图的参数修改、无功优化算法调用功能、SVG绘图及图元编辑等功能。

本实施例数据管理层由pgadmin III数据库来保存节点参数、无功优化结果及无功优化比较的数据。

实施例3

参照图4所示，本实施例提供一种海上油田电网动态无功优化方法，所述方法将SVG在线矢量绘图、多方式无功优化操作、动态无功优化结果比较、无功优化数据管理、系统电气设备信息管理集成于一体，设定开始和截止时间和优化间隔后，采用默认的优化方法在预置时间段内，以特定的时间间隔来执行电网的无功优化，并将结果进行可视化展示。

本市水利方法在粒子群优化算法中进行选择然后提交，系统以该种算法对电网进行优化及其结果的可视化显示。

本实施例方法在通过在时间区间确定起止时间，系统将在该时间段内的所有无功优化结果查询出来并显示每次的无功优化的状况和优化建议。

实施例4

在具体实施层面，本实施例提供一种实时无功优化方法，参照图1 所示，本实施例提供粒子群算法作为系统实时可视无功优化的默认优化方法。

本实施例设定开始和截止时间和优化间隔后，系统将采用默认的优化方法在预置时间段内，以特定的时间间隔来执行电网的无功优化，并将结果进行可视化展示。

本实施例进行即时无功优化时，除全自动实时无功优化外，系统还提供即时地对电网进行无功优化的功能。可以在粒子群优化算法中进行选择然后提交，系统就会以该种算法对电网进行优化及其结果的可视化显示。

本实施例进行历史数据管理时，针对系统海量历史数据的存储及管理策略设计了此功能，通过在时间区间确定起止时间，系统可以把在这个时间段内的所有无功优化结果查询出来并显示每次的无功优化的状况和优化建议。

综上，本发明用于海上油田电网动态无功优化配置设计，为作业人员提供一套简单、操作便利的动态无功优化配置选择及无功补偿选址设计的专用工具。本发明具备结构简单、操作方便、应用可靠等优点。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，包括

参数查询及设置模块，用于与SVG电网连线矢量图节点的关联，进而查询各个设备的信息或者修改各个设备信息；

数据备份与恢复模块，用于将设备参数、无功优化数据和无功优化算法比较的结果导出到指定文件夹下，或通过选择备份文档更新软件需要用到的数据；

SVG矢量图模块，用于通过调用已有工具SVGeditor绘制SVG矢量图；

无功优化模块，用于全自动实时的电网无功优化或手动电网无功优化。

2.根据权利要求1所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述参数查询及设置模块中，通过触发树形目录中的“参数查询”链接进入查询页面，在SVG图下显示电网设备各个信息的目录。

3.根据权利要求2所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，触发树形目录的“参数设置”链接进入设置修改页面，SVG图下面默认的设备信息为空值，用户可通过点击节点来修改不同的节点的不同信息。

4.根据权利要求1所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述数据备份与恢复模块将设备参数、无功优化数据和无功优化算法比较的结果以备份文档的形式从数据库中导出到指定文件夹下。

5.根据权利要求1所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述数据备份与恢复模块中，通过触发主界面的链接进入备份与恢复页面，用户选择数据需要备份的地方或者选择需要恢复出来的数据在系统里面的位置，最后触发“备份”或者“恢复”按钮实现功能。

6.根据权利要求1所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述SVG矢量图模块，用于绘制带有各种电器元件的SVG矢量图，供无功优化计算时实时动态地显示。

7.根据权利要求6所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述SVG矢量图模块使用时，利用SVGeditor生成基本图元，然后利用已有的图元绘制出电网潮流图，并显示在网页中。

8.根据权利要求1所述的一种海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述无功优化模块包括无功优化计算、比较展示优化算法结果以及对已经优化过的结果进行存储和查询管理功能。

9.一种海上油田电网动态无功优化方法，所述方法使用如权利要求1-8任一项所述的海上油田电网动态无功优化系统，其特征在于，所述方法将SVG在线矢量绘图、多方式无功优化操作、动态无功优化结果比较、无功优化数据管理、系统电气设备信息管理集成于一体，设定开始和截止时间和优化间隔后，采用默认的优化方法在预置时间段内，以特定的时间间隔来执行电网的无功优化，并将结果进行可视化展示。

10.根据权利要求9所述的一种海上油田电网动态无功优化方法，其特征在于，所述方法在粒子群优化算法中进行选择然后提交，系统以该种算法对电网进行优化及其结果的可视化显示；

所述方法在通过在时间区间确定起止时间，系统将在该时间段内的所有无功优化结果查询出来并显示每次的无功优化的状况和优化建议。

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