CN117498545A - 一种电力工程智能失稳监测预警系统 - Google Patents

一种电力工程智能失稳监测预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力工程智能失稳监测预警系统，包括中央电网控制中心，用于接收各个地方电网控制中心发送的调压信息，并根据调压信息对该地供电电压进行调控；地方电网控制中心，用于接收当地差能计算单元计算出的供电差额，并结合用户请求信息判断供电电压异常和发送调压信息给中央电网控制中心；差能计算单元，用于采集分布式能源供电信息、中央电网供电信息以及用户用电信息，并根据采集到的信息绘制供电差额波形，并将电压差额波形发送给地方电网控制中心。工程智能失稳监测预警系统通过差能计算单元将当下电压波形和历史电压波形进行比对，通过比对结果可分析出当下电压波形的变动是否超出阈值，进而能够准确地判断当地供电是否失稳。

Description

一种电力工程智能失稳监测预警系统
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，具体为一种电力工程智能失稳监测预警系统。
背景技术
随着社会人口的逐渐庞大，用电的需求量也逐步上升，电网系统的规模也在逐年扩大，给电网管理和维护带来了挑战。此外，分布式能源也逐渐用于电能的生产，例如太阳能光伏发电。光伏发电的分布式能源与传统电网融合，也进一步扩大了电网系统规模，使电网系统的管理变得更加困难。
传统电网采用单向传递的方式将电力从发电站向消费者逐级传递，在传递过程中，传统电网面临的问题是电压逐渐下降，可能导致电线端头电压过低，不能满足用户的需求。而和分布式电网融合后同样需要确保生产端电压高于最终输送端电压。
但由于光伏发电的能效和阳光的强度有关，而阳光随着节律变化，时强时弱，正午烈日当头之时，光伏发电最大，太阳能变电器推高了输送端的电压，导致整个电网处于异常高压状态。电压的反复多变，给电网运营带来诸多不确定因素，据统计，分布式能源接入电网中，超过四分之一都经历过调节之外的高压，这种情况一旦出现，变电器会自动跳闸，电力供应稳定性受到影响，12％的储能设施也会受到异常高压影响。电压异常会影响到每个消费者，例如，消费者的电器设备会加速老化，电器电流增强，带来许多问题，消费者不得不购买更多电器等等。因此，对现行电网的进行有效的监测管理已经迫在眉睫。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种电力工程智能失稳监测预警系统。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电力工程智能失稳监测预警系统，包括
中央电网控制中心，用于接收各个地方电网控制中心发送的调压信息，并根据调压信息对该地供电电压进行调控；
地方电网控制中心，用于接收当地差能计算单元计算出的供电差额，并结合用户请求信息判断供电电压异常和发送调压信息给中央电网控制中心；
差能计算单元，用于采集分布式能源供电信息、中央电网供电信息以及用户用电信息，并根据采集到的信息绘制供电差额波形，并将电压差额波形发送给地方电网控制中心。
进一步地，所述中央电网控制中心包括中央控制单元，所述中央控制单元连接有多级电压调控单元，并控制电压调控单元对各级电压进行调控，所述电压调控单元和地方电网控制中心连接。
进一步地，所述地方电网控制中心通过差能计算单元连接有用户请求单元，所述用户请求单元用于采集用户请求信息和用户位置信息，并将采集到的请求信息和位置信息发送给地方电网控制中心。
进一步地，所述用户请求单元包括信号发生器、GPS模块、信号发送单元，所述信号发生器和GPS模块通过信号发送单元发送请求信号和位置信息给地方电网控制中心。
进一步地，所述信号发生器为按键信号器或者电压检测报警器。
进一步地，所述地方电网控制中心包括控制单元，所述控制单元连接有信息收发单元、计数模块、监测模块，监测模块和电压调控单元连接并监控电压调控单元端输出电压的变化，计数模块接收用户请求信息和用户位置信息，并对同一地点的用户请求频次进行统计，控制单元通过信息收发单元接收差能计算单元发送的差能信息，并结合差能信息、用户请求频次、用户位置信息判断失稳情况，并根据判断结果发送。
进一步地，所述差能计算单元包括处理器单元，所述处理器单元连接有数据库单元、波形比较器，所述数据库单元存储有最近多个时段的差能信息，所述处理器单元控制波形比较器将新时段波形和历史时段波形进行匹配，并根据匹配结果发送报警信息给地方电网控制中心。
进一步地，所述控制单元还连接有波形计算单元，所述处理器单元控制波形计算单元计算新时段波形和历史时段波形相位差值，获得调控波形，所述控制单元将调控波形发送给地方电网控制中心。
本发明的有益效果：
本发明提供的电力工程智能失稳监测预警系统通过差能计算单元将当下电压波形和历史电压波形进行比对，通过比对结果可分析出当下电压波形的变动是否超出阈值，进而能够准确地判断当地供电是否失稳。此外通过将当下的电压波形和历史波形进行计算，可以获得调压波形，中央电网控制中心可依据调压波形对当地电压进行调整。此外，结合用户反馈信息，能够更加精准地确认失稳点和失稳频次。
附图说明
图1为本发明电力工程智能失稳监测预警系统的模型结构示意图；
图2为本发明中央电网控制中心的模型结构示意图；
图3为本发明地方电网控制中心的模型结构示意图；
图4为本发明失稳点显示界面图；
图5为本发明用户请求单元的模型结构示意图；
图6为本发明差能计算单元的模型结构示意图；
图7为本发明电压波形图。
具体实施方式
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。
请参考图1，为本发明提供的一种电力工程智能失稳监测预警系统，包括
中央电网控制中心，用于接收各个地方电网控制中心发送的调压信息，并根据调压信息对该地供电电压进行调控；
地方电网控制中心，用于接收当地差能计算单元计算出的供电差额，并结合用户请求信息判断供电电压异常和发送调压信息给中央电网控制中心；
差能计算单元，用于采集分布式能源供电信息、中央电网供电信息以及用户用电信息，并根据采集到的信息绘制供电差额波形，并将电压差额波形发送给地方电网控制中心。
用户请求单元，用于采集用户请求信息和用户位置信息，并将采集到的请求信息和位置信息发送给地方电网控制中心。
请参考图2，其中，中央电网控制中心为最高级别的调度中心，也是整个智能失稳监测预警系统的核心。中央电网控制中心包括中央控制单元，中央控制单元一般设置在电能源头地，用于控制电压调控单元调控整个电力系统的电压输送，保证用户端电压充足稳定。中央控制单元连接有多级电压调控单元，并通过多级电压调控单元将电源的电压分线分级地配置到各条电网线。各级电压调控单元设置在各地，对当地电压进行调控。具体而言，中央控制单元连接有多个一级电压调控单元，一级电压调控单元连接有多个二级电压调控单元，二级电压调控单元连接有多个三级电压调控单元……以此类推。
地方电网控制中心设置在各地，并与当地的电压调控单元、差能计算单元以及用户请求单元连接，地方电网控制中心监控各地电压调控单元的工作情况，并且接收差能计算单元计算出的供电差额信息，以及接收用户请求信息，并结合上述信息决定是否向中央电网控制中心发送调压信号。
请参考图3，具体而言，地方电网控制中心包括控制单元，控制单元为地方电网控制中心的核心。控制单元连接有信息收发单元、计数模块以及监测模块。
其中监测模块和电压调控单元连接，用于检测电压调控单元的电压变化，保证电压调控单元持续输出稳定的电压。信息收发单元用于接收差能计算单元发送的差能信息，该差能信息为失稳情况下差能计算单元计算出的差能信息，差能信息中携带有相应差能计算单元位置信息。计数模块用于接收用户请求信息和用户位置信息，并对同一地点的用户请求频次进行统计，同一地点请求频次超出设定阈值时，控制单元将差能信息的地理位置和高频请求用户位置信息进行匹配，确认失稳位置。
请参考图6，差能计算单元包括处理器单元，所述处理器单元连接有数据库单元、波形比较器，所述数据库单元存储有最近多个时段的差能信息，所述处理器单元控制波形比较器将新时段波形和历史时段波形进行匹配，并根据匹配结果发送报警信息给地方电网控制中心。新时段波形和历史时段波形均为处理器单元读取电压调控单元和当地分布式电压波形，将二者相位求和获得电压波形获得。
具体而言，处理器单元接收新时段的电压差波形信息后读取数据库单元中存储的历史时段电压差波形信息，并通过波形比较器将新时段的电压差波形信息遍历历史时段电压差波形信息进行比较。若波形未超出设定的阈值范围，则将新时段波形存入数据库单元，并清除最远时段的电压差波形信息。若波形超出设定的阈值范围，处理器单元向中央电网控制单元发出警报信息。
请参考图7，处理器单元还连接有波形计算单元，处理器单元控制波形计算单元计算新时段波形相位差值和历史时段波形相位差值，获得调控波形，处理器单元将调控波形发送给中央控制单元。具体而言，工作时，差能计算单元将新时段波形和多个历史时段波形逐个作差，并求出差值均值，获得调控波形。调控波形包含超压或者欠压的时段以及其对应的电压差信息。
例如，数据库单元中存储有日期由远及近的时段一、时段二、时段三的供电差额波形数据，控制单元将新接收的时段四和时段一、时段二、时段三逐个进行比较，若时段四超出了时段一、时段二、时段三中的任意两个时段，并且多次超出了系统设定的阈值上限，则判定系统失稳，控制单元通过计算时段一、时段二、时段三和新时段的波形相位差值，并求得波形相位差的均值而获得调控波形，控制单元将调控波形发送给中央电网控制中心，中央电网控制中心根据波形进行对该地电压进行调控。
请参考图5，控制单元通过差能计算单元连接有用户请求单元，用户请求单元用于采集用户反馈信息以及用户位置信息，并将采集到的反馈信息和位置信息发送给地方电网控制中心。差能信息结合请求信息以及地址信息能够判断失稳点位置，以及分析电压失稳的频次。当地的用户请求单元数量根据用户数量进行设定，一方面便于用于发出请求信息，另一方面能够实现更加精准的定位。
具体而言，用户请求单元包括信号发生器、GPS模块、信号发送单元，信号发生器和GPS模块均与信号发送单元连接，信号发生器发送请求信号给新年好发送单元，同时GPS模块发送地址信息给信号发送单元，信号发送单元接收请求信号和地址信息，并将请求信息和地址信息发送给当地的差额计算单元，差额计算单元将请求信息和地址信息转发给地方电网控制中心。信号发生器，用户按下按键即可发出请求信号。也可以为电路电压检测模块，检测用户电路电压，并在欠压或者超压状态下自动发出信号。请参考图6，途中红色星标位置为电压失稳频次较高位置。
工作原理：工作时，差能计算单元采集分布式能源供电波形信息、中央电网供电波形信息，并将采集到的中央电网供电波形和分布式能源供电波形进行电压求和，获得当下当地供电电压波形，将当地当下供电电压波形和存储在数据库单元中的历史波形进行比较，发现异常后发送报警信号给中央电网控制中心，或者，通过波形计算器将历史波形和当下波形作差求均值，计算出调控波形，并将调控波形发送给中央电网控制中心，中央电网控制中心依据调压波形，通过控制当地电压调控单元对当地电压进行调控。同时，用户请求单元采集用户反馈信息和用户位置信息，并将采集到的信息发送给地方电网控制中心，地方电网控制中心通过匹配当地当下供电电压波形和存储在数据库单元中的历史波形进行比较结果，确认失稳情况的真实性和失稳地点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：包括
中央电网控制中心，用于接收各个地方电网控制中心发送的调压信息，并根据调压信息对该地供电电压进行调控；
地方电网控制中心，用于接收当地差能计算单元计算出的供电差额，并结合用户请求信息判断供电电压异常和发送调压信息给中央电网控制中心；
差能计算单元，用于采集分布式能源供电信息、中央电网供电信息以及用户用电信息，并根据采集到的信息绘制供电差额波形，并将电压差额波形发送给地方电网控制中心。
2.根据权利要求1所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述中央电网控制中心包括中央控制单元，所述中央控制单元连接有多级电压调控单元，并控制电压调控单元对各级电压进行调控，所述电压调控单元和地方电网控制中心连接。
3.根据权利要求1所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述地方电网控制中心通过差能计算单元连接有用户请求单元，所述用户请求单元用于采集用户请求信息和用户位置信息，并将采集到的请求信息和位置信息发送给地方电网控制中心。
4.根据权利要求3所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述用户请求单元包括信号发生器、GPS模块、信号发送单元，所述信号发生器和GPS模块通过信号发送单元发送请求信号和位置信息给地方电网控制中心。
5.根据权利要求4所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述信号发生器为按键信号器或者电压检测报警器。
6.根据权利要求1所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述地方电网控制中心包括控制单元，所述控制单元连接有信息收发单元、计数模块、监测模块，监测模块和电压调控单元连接并监控电压调控单元端输出电压的变化，计数模块接收用户请求信息和用户位置信息，并对同一地点的用户请求频次进行统计，控制单元通过信息收发单元接收差能计算单元发送的差能信息，并结合差能信息、用户请求频次、用户位置信息判断失稳情况，并根据判断结果发送报警信息。
7.根据权利要求1所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述差能计算单元包括处理器单元，所述处理器单元连接有数据库单元、波形比较器，所述数据库单元存储有最近多个时段的差能信息，所述处理器单元控制波形比较器将新时段波形和历史时段波形进行匹配，并根据匹配结果发送报警信息给地方电网控制中心。
8.根据权利要求7所述的电力工程智能失稳监测预警系统，其特征在于：所述控制单元还连接有波形计算单元，所述处理器单元控制波形计算单元计算新时段波形和历史时段波形相位差值，获得调控波形，所述控制单元将调控波形发送给地方电网控制中心。
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