CN117767575B - 电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及小水电监测领域，公开了电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及其监测方法，其系统包括：边界条件设定界面，用于对电网的线路模拟阻抗负载边界条件设定小型水电发电机功率数据；负载变化曲线界面，用于根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；人机交互监测界面，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并控制小型水电发电机做功；更新优化界面，用于根据更新优化获得的最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；本发明减少监测过程的人力成本、提高电网监测准确度。

Description

电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及小水电监测领域，尤其涉及电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及其监测方法。

背景技术

我国电网规模异常庞大,电网运行方式日趋复杂,现有的电网安全运行监视方式难以直观、迅速、精确、全面地反映电网的实时运行状态。电网调度运行需要关注的运行信息越来越多,涉及诸如设备过载、预想故障分析、系统暂态稳定、新能源消纳、发受用电平衡、运行方式风险、外部环境影响等众多内容,而这些反映电网运行状态的各类信息缺乏量化指标,缺乏有效的整合和分类,很难简单、直观的反映相应的信息状态,不便于运行人员快速掌握系统运行状态。

为了保障通信基站在市电停电情况下能够正常运转,以确保通信网络畅通,通常需要为基站配备发电设备,例如,移动油机。

同时,为了科学、合理地管控发电,在使用发电设备发电时,需要对发电情况进行监督。目前,主要采取人工监督发电的方式,即安排专人进行现场监督,并根据该专人反映的发电情况来进行管控(例如,发电电费的支付)。采用人工监督发电时,不仅需要投入较大的人力成本,而且容易出现谎报或虚报情况,即难以客观、精准地掌握发电情况。

因此，本发明提出了电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及方法。

发明内容

本发明提供电网安全稳定运行的小水电安全监测系统及方法，用以根据输电设备实现小型水电发电机的指挥中心准确监测，克服背景技术中筛查出的问题。

本发明提供电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，包括：

边界条件设定界面，用于对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

负载变化曲线界面，用于根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

人机交互监测界面，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

更新优化界面，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；

做功控制界面，用于根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据。

进一步地，边界条件设定界面，包括：

负载数据筛查单元，用于在输电设备的平台层的电网数据库中获取电网安全运行电网的电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中确定出线路模拟阻抗负载；

输出电压数据筛查单元，用于根据线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求，在电网安全运行数据中筛查出边界条件设定参数输出电压数据；

监测指标确定单元，用于根据边界条件设定参数输出电压数据和线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求生成边界条件设定监测指标；

边界条件设定监测单元，用于根据边界条件设定监测指标控制小型水电发电机在电网的线路模拟阻抗负载内进行做功边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据。

进一步地，负载变化曲线界面，包括：

输出电压数据确定单元，用于确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化输出电压，在输电设备平台层的电网数据库获取电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中筛查出负载频率变化输出电压对应的负载频率变化输出电压数据；

频率变化确定单元，用于根据负载频率变化输出电压数据，确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化；

电流大小数据筛查单元，用于根据负载频率变化对应的峰-峰值筛查策略对边界条件设定小型水电发电机功率数据进行峰-峰值筛查，获得每条线路负载频率变化的电流大小数据；

干扰谐波筛选单元，用于根据所有负载频率变化的电流大小数据，在已有小型水电发电机检测云端中筛选出干扰谐波；

基准曲线构建单元，用于根据干扰谐波中的记录统计表中小型水电发电机功率数据，构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图。

进一步地，人机交互监测界面，包括：

波形畸变误差构建单元，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出人机交互小型水电发电机做功电势差，根据人机交互小型水电发电机做功电势差和基准线路模拟阻抗负载变化曲线图生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差；

指挥中心发送5G信号单元，用于根据输电设备的传输效率将小型水电发电机做功过程波形畸变误差传输至指挥中心监测端，并接收对应的5G信号指令；

监测指标生成单元，用于根据5G信号指令中的指挥中心调整指令对人机交互小型水电发电机做功电势差进行调整修正，获得调整小型水电发电机做功电势差，并根据调整小型水电发电机做功电势差生成动态监测指标；

实时做功获取单元，用于根据动态监测指标中的实时监测指标控制小型水电发电机进行做功并获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据。

进一步地，波形畸变误差构建单元，包括：

电感认定组件，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出线路模拟阻抗负载不同海拔的横纵轴数据表示，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在线路模拟阻抗负载不同海拔中每个短路位置的电感；

电容认定组件，用于将基准线路模拟阻抗负载变化曲线图划分为不同谐波干扰的多个误差负载变化曲线图，在多个误差负载算法中确定出所有对应的电感互相作用的短路位置组合，确定为电容组合；

装机容量认定组件，用于根据所有相对不同时段拟合出线路模拟阻抗负载装机容量；

耗电评估组件，用于根据线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征和对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法以及线路模拟阻抗负载装机容量，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差。

进一步地，耗电评估组件，包括：

总装机容量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载装机容量在每条线路负载不同时段处的切线，将包含负载不同时段当作对应负载不同时段的负载轴总装机容量；所述负载不同时段为利用不同电容组合的平均值所在的时间；

总发电量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载不同海拔与负载轴总装机容量相交的所有短路位置当作对应负载不同时段的已损耗后，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在负载不同时段的所有已损耗后的总发电量；

耗电评估子组件，用于将负载不同时段的所有已损耗后的总发电量输入至对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法，确定出对应负载不同时段处的基准用电高峰，根据基准用电高峰对线路模拟阻抗负载装机容量进行耗电评估，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差。

进一步地，更新优化界面，包括：

发电故障更新优化单元，用于根据实时功率数据对动态监测指标中的发电故障监测指标进行调整；

最新曲线图更新单元，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

功率生成单元，用于根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和动态监测指标中的单位时间监测指标以及记录统计表中小型水电发电机功率数据，生成负载有功功率；

调整传输单元，用于根据输电设备的传输效率将负载有功功率传输至指挥中心监测端进行显示，并接收指挥中心监测端输入的实时监测调整指令；

更新优化单元，用于根据实时监测调整指令对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标。

进一步地，功率生成单元，包括：

查找过载认定组件，用于确定出指挥中心监测端的指挥中心显示滞后时间以及预测显示提前时间，生成对应的预测显示时间段，确定出小型水电发电机的单位时间实际短路在动态监测指标对应的基准小型水电发电机做功电势差中的单位时间查找过载；

预测短路认定组件，用于根据预测显示时间段和单位时间查找过载，在基准小型水电发电机做功电势差中确定出单位时间时刻的预测显示短路；

干扰谐波调取组件，用于根据预测显示短路在基准线路模拟阻抗负载变化曲线图中确定出横纵轴预测显示参数大小，根据横纵轴预测显示参数大小的数据表示，在已有小型水电发电机检测云端中调取出干扰功率数据和对应的记录统计表中显示参数大小；

功率校正生成组件，用于根据横纵轴预测显示参数大小和记录统计表中显示参数大小的横纵轴数据差，对干扰功率数据进行功率校正，获得单位时间时刻的负载有功功率。

进一步地，做功控制界面，包括：

发电确认单元，用于根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，直至最新获得的功率数据满足发电监测触发条件时，则根据输电设备的传输效率向指挥中心监测端发送发电确认指令，并接收来自指挥中心监测端输入的确认5G信号指令；

发电控制单元，用于根据确认5G信号指令控制小型水电发电机发电做功，并获得不同单位时间小型水电发电机功率数据。

本发明提供电网安全稳定运行的小水电安全监测方法，包括：

步骤A1：对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

步骤A2：根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

步骤A3：根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

步骤A4：根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；

步骤A5：根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据。

有益效果：根据对电网的线路模拟阻抗负载边界条件设定获得的边界条件设定小型水电发电机功率数据匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，再进一步结合指挥中心传输的监测调整指令生成动态监测指标，根据预先生成的动态监测指标对小型水电发电机进行初步监测，减少了小型水电发电机检测过程中的人工参与度，提高了自动化程度，并改善了由于传输效率低导致的监测效率低和误差，且根据在检测过程中获得的实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图的更新优化，实现对动态监测指标的实时调整优化，进而根据检测过程中的迭代过程不断提高了监测准确度，进一步保证了小型水电发电机检测过程中的监测准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统的界面组成图；

图2为本发明的电网安全稳定运行的小水电安全监测方法运行流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，包括：

边界条件设定界面，用于对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据，边界条件设定小型水电发电机功率数据即为在边界条件设定过程中获取的包含电网的线路模拟阻抗负载的部分负载内的功率数据；

根据对电网的边界条件设定过程及获得的边界条件设定小型水电发电机功率数据为后续匹配出显示已有小型水电发电机功率数据提供基准；

负载变化曲线界面，用于根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，即为输电设备平台层存储的与单位时间电网的电网安全运行数据类似的检测谐波中的已有小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，即为根据已有小型水电发电机功率数据构建出的线路模拟阻抗负载不同海拔的变化曲线图；

根据对电网的线路模拟阻抗负载边界条件设定获得的边界条件设定小型水电发电机功率数据匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，实现线路模拟阻抗负载形状的提前预测，为后续生成可控制小型水电发电机在检测全程的工作参数的动态监测指标提供了重要数据基础；

人机交互监测界面，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令，指挥中心调整指令是指挥中心监测端发出的，指挥中心监测端根据传输效率提供的网关接入功能将指挥中心调整指令传输至该电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据，即为小型水电发电机在线路模拟阻抗负载中做功时根据其上的物镜获取的线路模拟阻抗负载内的功率数据；

根据构建出的基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和指挥中心传输的监测调整指令生成动态监测指标，并根据预先生成的动态监测指标对小型水电发电机进行初步监测，减少了小型水电发电机检测过程中的人工参与度，提高了自动化程度，进而改善了由于传输效率低导致的监测效率低和误差；

更新优化界面，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，即为根据实时功率数据被更新优化后获得的基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标，被去噪调整后获得的动态监测指标；

做功控制界面，用于根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据，即为检测完成后最终获得的包含检测项目所需的线路模拟阻抗负载内的功率数据；

根据在检测过程中获得的实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图的更新优化，实现对动态监测指标的实时调整优化，并根据优化后获得的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，进而实现了根据检测过程中的迭代过程不断提高了监测准确度，进一步保证了小型水电发电机检测过程中的监测准确度。

边界条件设定界面，包括：

负载数据筛查单元，用于在输电设备的平台层的电网数据库中获取电网安全运行电网的电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中确定出线路模拟阻抗负载；

输出电压数据筛查单元，用于根据线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求，即为不同线路模拟阻抗负载的边界条件设定监测指标的要求，例如用边界条件设定参数输出电压数据-边界条件设定监测指标列表表示，在电网安全运行数据中筛查出边界条件设定参数输出电压数据，即为线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求中包含的用于确定出边界条件设定监测指标的数据，该数据为从电网安全运行数据中筛查出的，例如：电网年龄为边界条件设定参数输出电压数据；

监测指标确定单元，用于根据边界条件设定参数输出电压数据和线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求生成边界条件设定监测指标，根据边界条件设定参数输出电压数据检索线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求对应的边界条件设定参数输出电压数据-边界条件设定监测指标列表，确定出对应的一个与边界条件设定过程相关的参数，并进一步根据确定出的与边界条件设定过程有关的参数确定出边界条件设定监测指标；

上述负载数据筛查单元、输出电压数据筛查单元、监测指标确定单元实现了线路模拟阻抗负载的自动确定过程，也实现了根据线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求确定出边界条件设定参数输出电压数据，进而将二者结合进一步确定出边界条件设定监测指标，即生成了可以监测小型水电发电机自动完成对电网的边界条件设定的边界条件设定监测指标，即实现了边界条件设定过程的自动化，进一步减少了根据小型水电发电机的检测项目的检测过程中的人工参与度；

边界条件设定监测单元，用于根据边界条件设定监测指标控制小型水电发电机在电网的线路模拟阻抗负载内进行做功边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

根据上述边界条件设定监测指标控制小型水电发电机进行做功边界条件设定，实现了边界条件设定过程完全自动化智能化。

负载变化曲线界面，包括：

输出电压数据确定单元，用于确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化输出电压，在输电设备平台层的电网数据库获取电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中筛查出负载频率变化输出电压对应的负载频率变化输出电压数据；

根据输出电压数据确定单元确定出负载频率变化输出电压数据；

频率变化确定单元，用于根据负载频率变化输出电压数据，确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化；

根据频率变化确定单元确定出负载频率变化；

电流大小数据筛查单元，用于根据负载频率变化对应的峰-峰值筛查策略，即为在小型水电发电机功率数据中筛查出对应负载频率变化对应的负载特征参数的筛查方法，对边界条件设定小型水电发电机功率数据进行峰-峰值筛查，获得每条线路负载频率变化的电流大小数据，即为电网安全运行电网的负载频率变化对应的具体参数；

根据电流大小数据筛查单元实现在边界条件设定小型水电发电机功率数据中筛查出负载频率变化的电流大小数据；

干扰谐波筛选单元，用于根据所有负载频率变化的电流大小数据，在已有小型水电发电机检测云端中筛选出干扰谐波，即为与单位时间确定出的相同负载频率变化的电流大小数据相近的检测谐波，检测谐波即为在输电设备平台中存储的曾经对其他电网的相同负载进行检测时获得的相关记录数据的谐波数据；

以电流大小数据筛查单元确定出的电流大小数据为筛选基准，筛选出干扰谐波，为后续基准线路模拟阻抗负载变化曲线图的构建提供基础数据；

基准曲线构建单元，用于根据干扰谐波中的记录统计表中小型水电发电机功率数据，构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，将记录统计表中小型水电发电机功率数据中的峰-峰值进行横纵轴重建，并根据峰-峰值的获取顺序将横纵轴化后的部分算法进行拼接拟合获得基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

根据对记录统计表中小型水电发电机功率数据的峰-峰值的横纵轴化，构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，实现线路模拟阻抗负载形状的提前预测，为后续生成可控制小型水电发电机在检测全程的工作参数的动态监测指标提供了重要数据基础；

该实施例中，负载频率变化即为用于将不同线路模拟阻抗负载进行区别的负载外观特征，该负载频率变化可以在根据小型水电发电机获取的功率数据中筛查；

该实施例中，例如线路模拟阻抗负载的频率变化为负载宽度，则将对线路模拟阻抗负载进行轮廓筛查后计算其筛查轮廓的最大内径当作负载宽度当作对应的峰-峰值筛查策略，或者线路模拟阻抗负载的频率变化为负载内径，则对线路模拟阻抗负载进行轮廓筛查后并计算其筛查轮廓的平均内径当作对应的峰-峰值筛查策略。

人机交互监测界面，包括：

波形畸变误差构建单元，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出人机交互小型水电发电机做功电势差，即为初步确定出检测时小型水电发电机在线路模拟阻抗负载中的做功电势差，根据人机交互小型水电发电机做功电势差和基准线路模拟阻抗负载变化曲线图生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差；

将根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出人机交互小型水电发电机做功电势差和基准线路模拟阻抗负载变化曲线图合并获得小型水电发电机做功过程波形畸变误差，实现人机交互小型水电发电机做功电势差的算法化；

指挥中心发送5G信号单元，用于根据输电设备的传输效率将小型水电发电机做功过程波形畸变误差传输至指挥中心监测端，并接收对应的5G信号指令，即为指挥中心监测端对接收到的小型水电发电机做功过程波形畸变误差的5G信号内容，包含对人机交互小型水电发电机做功电势差的指挥中心调整指令；

将自动生成的表征根据人机交互小型水电发电机做功电势差进行做功的小型水电发电机的做功过程的算法化结果发送至指挥中心监测端并接收工程师的5G信号指令，实现小型水电发电机做功电势差的人工参与决策，进而使得小型水电发电机动态监测指标的决策更加灵活，且由于人工参与决策，进一步保证了确定出动态监测指标的可靠性；

监测指标生成单元，用于根据5G信号指令中的指挥中心调整指令，即为指挥中心监测端在接收到小型水电发电机做功过程波形畸变误差后，发出的用于对人机交互小型水电发电机做功电势差进行调整的指令，对人机交互小型水电发电机做功电势差进行调整修正，例如：将指挥中心监测端在指挥中心输入显示屏中标定的修改后的小型水电发电机做功电势差直接作为调整修正后的调整小型水电发电机做功电势差，获得调整小型水电发电机做功电势差，即为根据指挥中心调整指令调整修改后的小型水电发电机做功电势差，并根据调整小型水电发电机做功电势差生成动态监测指标，即为控制小型水电发电机按照调整小型水电发电机做功电势差做功，其可以包含控制小型水电发电机做功的用电高峰，做功方向，做功距离等的控制参数；

根据5G信号指令中的指挥中心调整指令对人机交互小型水电发电机做功电势差进行调整修正，并进一步根据修正后的小型水电发电机做功电势差生成动态监测指标，在动态监测指标的决策过程增加了人工决策的环节，进一步保证了确定出的动态监测指标的可靠性；

实时做功获取单元，用于根据动态监测指标中的实时监测指标控制小型水电发电机进行做功并获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

根据实时做功获取单元完成对小型水电发电机在检测过程中的初步做功控制。

波形畸变误差构建单元，包括：

电感认定组件，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出线路模拟阻抗负载不同海拔的横纵轴数据表示，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在线路模拟阻抗负载不同海拔中每个短路位置的电感；

电容认定组件，用于将基准线路模拟阻抗负载变化曲线图划分为不同谐波干扰的多个误差负载变化曲线图，在多个误差负载算法中确定出所有对应的电感互相作用的短路位置组合，即短路位置组合中包含了分别属于多个误差负载算法的短路位置，且线路模拟阻抗负载不同海拔在该多个短路位置处的电感互相作用，确定为电容组合；

以电感平行作为筛选条件，在分别分布在多个对称的半个线路模拟阻抗负载不同海拔的短路位置组合中筛选出电容组合，进而可以筛选出其在线路模拟阻抗负载不同海拔相对分布的电容组合；

装机容量认定组件，用于根据所有相对不同时段拟合出线路模拟阻抗负载装机容量（即为将所有负载不同时段按照小型水电发电机的做功大致方向进行拟合获得的曲线当作线路模拟阻抗负载装机容量）；

耗电评估组件，用于根据线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征，即线路模拟阻抗负载表面的短路位置的曲率数据，和对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法以及线路模拟阻抗负载装机容量，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差；

根据线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征确定小型水电发电机在对应短路处的用电高峰，可以保证小型水电发电机的瞬时做功速度与线路模拟阻抗负载的不同海拔的曲率对应，提高了小型水电发电机在线路模拟阻抗负载内的做功速度的灵活度，保证了小型水电发电机做功过程中获得的功率数据的可观性；

该实施例中，基准用电高峰确定算法为预先利用大量线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征数据和对应的线路模拟阻抗负载内的电势差做功用电高峰作为样本、训练好的算法，该算法可以通过输入的线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征数据确定出线路模拟阻抗负载装机容量处每个短路的用电高峰。

耗电评估组件，包括：

总装机容量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载装机容量在每条线路负载不同时段处的切线，将包含负载不同时段当作对应负载不同时段的负载轴总装机容量，即确定出与线路模拟阻抗负载延伸方向垂直的平面；利用不同电容组合的平均值所在的时间作为负载不同时段；

根据总装机容量确定子组件可以确定出与线路模拟阻抗负载衍生方向垂直的负载轴总装机容量；

总发电量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载不同海拔与负载轴总装机容量相交的所有短路位置当作对应负载不同时段的已损耗后，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在负载不同时段的所有已损耗后的总发电量；

耗电评估子组件，用于将负载不同时段的所有已损耗后的总发电量输入至对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法，确定出对应负载不同时段处的基准用电高峰，根据基准用电高峰对线路模拟阻抗负载装机容量进行耗电评估，即使得模拟出的线路模拟阻抗负载装机容量的延伸过程按照确定出的所有负载不同时段处的基准用电高峰进行延伸，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差；

根据预先训练好的基准用电高峰确定算法以及表征负载不同时段的所有已损耗后的最大弯曲程度的总发电量，确定出负载不同时段处的基准用电高峰，进而实现小型水电发电机在沿着线路模拟阻抗负载装机容量做功的合理速度，保证了小型水电发电机做功过程中获得的功率数据的可观性；该实施例中，负载不同时段的所有已损耗后的总发电量为线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征中的一种表达方式，对应的该实施例中的基准用电高峰确定算法也是预先利用大量负载不同时段的所有已损耗后的总发电量和对应负载不同时段处的线路模拟阻抗负载内的用电高峰作为样本、训练好的算法，该算法可以通过输入的负载不同时段的所有已损耗后的总发电量确定出线路模拟阻抗负载装机容量处每条线路负载不同时段处的基准用电高峰。

更新优化界面，包括：

发电故障更新优化单元，用于根据实时功率数据对动态监测指标中的发电故障监测指标（即为用于控制设置在小型水电发电机上的发电故障设备的发电故障参数的监测指标（发电故障设备的输出电压等））进行调整（即为根据获取实时功率数据的显示效果对动态监测指标中的发电故障监测指标进行调整）；

实现小型水电发电机在做功过程中（检测过程中）对动态监测指标中的发电故障监测指标的优化调控，保证了获取的实时功率数据的效果。

最新曲线图更新单元，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图（即为根据实时功率数据进行横纵轴重建，获得对应短路处的新的局部线路模拟阻抗负载变化曲线图，并将基准线路模拟阻抗负载变化曲线图中新构建出的局部线路模拟阻抗负载变化曲线图）；

实现小型水电发电机在做功过程中对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图的更新优化；

功率生成单元，用于根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和动态监测指标中的单位时间监测指标（即为小型水电发电机在单位时间时刻执行的监测指标，例如监测小型水电发电机的瞬时做功速度、实时做功方向的参数）以及记录统计表中小型水电发电机功率数据（根据对电网的线路模拟阻抗负载边界条件设定获得的边界条件设定小型水电发电机功率数据匹配出的记录统计表中小型水电发电机功率数据），生成负载有功功率（即为包含预测的小型水电发电机一定时间后将要查找的短路处获取的线路模拟阻抗负载内的峰-峰值）；

根据最新获得的线路模拟阻抗负载的变化曲线图和单位时间控制参数以及记录统计表中小型水电发电机功率数据生成可以提前预知负载内情况的负载有功功率，即改善了实时功率数据向指挥中心监测端的传输效率低，且给指挥中心监测端的工程师的调整监测提供了预知的基准，进而一定程度上可以改善监测效率低；

调整传输单元，用于根据输电设备的传输效率将负载有功功率传输至指挥中心监测端进行显示，并接收指挥中心监测端输入的实时监测调整指令，即为用于对小型水电发电机的实时做功情况进行实时调整监测的指令；

实现实时功率数据和实时监测调整指令在小型水电发电机和指挥中心监测端之间的互相传输；

更新优化单元，用于根据实时监测调整指令对动态监测指标进行去噪调整，将实时监测调整指令中包含的监测指标与之前的动态监测指标进行同类目拟合获得的曲线进行去噪处理，按照去噪处理后的曲线中的监测指标当作对应时刻最新的监测指标，获得最新的实时监测指标，即为被根据实时监测调整指令调整后的动态监测指标在单位时间时刻的监测指标；

根据实时监测调整指令对动态监测指标进行去噪调整，实现动态监测指标可被指挥中心监测端的工程师实时调整监测的功能，此项功能不是最终完成小型水电发电机检测项目的必需步骤，但是可以给工程师更多监测选择。

做功控制界面，包括：

发电确认单元，用于根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，直至最新获得的功率数据满足发电监测触发条件（当最新获得的功率数据表示小型水电发电机已到达基准小型水电发电机做功电势差的终点短路时，则判定最新获得的功率数据满足发电监测触发条件，例如采用人工监视判断的方式判断最新获得的功率数据是否表示基准小型水电发电机做功电势差的终点，或者采用预先训练好的终点短路识别算法对最新获得的功率数据进行识别判断，该终点短路识别算法是预先利用大量被标定出包含基准小型水电发电机做功电势差的终点短路在线路模拟阻抗负载中的实际短路对应的峰-峰值区域的影响数据（或峰-峰值）训练好的，该终点短路识别算法可以识别出小型水电发电机获取的功率数据中包含的基准小型水电发电机做功电势差的终点短路对应的峰-峰值区域）时，则根据输电设备的传输效率向指挥中心监测端发送发电确认指令（用于向指挥中心监测端的工程师确认是否发电检测（即是否发电对小型水电发电机的做功监测）的指令），并接收来自指挥中心监测端输入的确认5G信号指令（即为包含指挥中心监测端的工程师输入是否同意发电检测（即是否发电对小型水电发电机的做功监测）的确认5G信号内容的指令）；

发电控制单元，用于根据确认5G信号指令控制小型水电发电机发电做功，即当确认5G信号指令为工程师同意发电检测时，则控制小型水电发电机发电做功，并获得不同单位时间小型水电发电机功率数据。

如图2所示，本发明提供了电网安全稳定运行的小水电安全监测方法，包括：

步骤A1：对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

步骤A2：根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

步骤A3：根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

步骤A4：根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；

步骤A5：根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据。

该实施例的有益效果为：根据对电网的线路模拟阻抗负载边界条件设定获得的边界条件设定小型水电发电机功率数据匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，再进一步结合指挥中心传输的监测调整指令生成动态监测指标，根据预先生成的动态监测指标对小型水电发电机进行初步监测，减少了小型水电发电机检测过程中的人工参与度，提高了自动化程度，并改善了由于传输效率低导致的监测效率低和误差，且根据在检测过程中获得的实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图的更新优化，实现对动态监测指标的实时调整优化，进而根据检测过程中的迭代过程不断提高了监测准确度，进一步保证了小型水电发电机检测过程中的监测准确度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

Claims (8)

1.电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，包括：

边界条件设定界面，用于对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

负载变化曲线界面，用于根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

人机交互监测界面，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

更新优化界面，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；

做功控制界面，用于根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据。

2.根据权利要求1所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，边界条件设定界面，包括：

负载数据筛查单元，用于在输电设备的平台层的电网数据库中获取电网安全运行电网的电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中确定出线路模拟阻抗负载；

输出电压数据筛查单元，用于根据线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求，在电网安全运行数据中筛查出边界条件设定参数输出电压数据；

监测指标确定单元，用于根据边界条件设定参数输出电压数据和线路模拟阻抗负载的边界条件设定参数要求生成边界条件设定监测指标；

边界条件设定监测单元，用于根据边界条件设定监测指标控制小型水电发电机在电网的线路模拟阻抗负载内进行做功边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据。

3.根据权利要求1所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，负载变化曲线界面，包括：

输出电压数据确定单元，用于确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化输出电压，在输电设备平台层的电网数据库获取电网安全运行数据，并在电网安全运行数据中筛查出负载频率变化输出电压对应的负载频率变化输出电压数据；

频率变化确定单元，用于根据负载频率变化输出电压数据，确定出线路模拟阻抗负载的负载频率变化；

电流大小数据筛查单元，用于根据负载频率变化对应的峰-峰值筛查策略对边界条件设定小型水电发电机功率数据进行峰-峰值筛查，获得每条线路负载频率变化的电流大小数据；

干扰谐波筛选单元，用于根据所有负载频率变化的电流大小数据，在已有小型水电发电机检测云端中筛选出干扰谐波；

基准曲线构建单元，用于根据干扰谐波中的记录统计表中小型水电发电机功率数据，构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图。

4.根据权利要求1所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，人机交互监测界面，包括：

波形畸变误差构建单元，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出人机交互小型水电发电机做功电势差，根据人机交互小型水电发电机做功电势差和基准线路模拟阻抗负载变化曲线图生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差；

指挥中心发送5G信号单元，用于根据输电设备的传输效率将小型水电发电机做功过程波形畸变误差传输至指挥中心监测端，并接收对应的5G信号指令；

监测指标生成单元，用于根据5G信号指令中的指挥中心调整指令对人机交互小型水电发电机做功电势差进行调整修正，获得调整小型水电发电机做功电势差，并根据调整小型水电发电机做功电势差生成动态监测指标；

实时做功获取单元，用于根据动态监测指标中的实时监测指标控制小型水电发电机进行做功并获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据。

5.根据权利要求4所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，波形畸变误差构建单元，包括：

电感认定组件，用于根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图确定出线路模拟阻抗负载不同海拔的横纵轴数据表示，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在线路模拟阻抗负载不同海拔中每个短路位置的电感；

电容认定组件，用于将基准线路模拟阻抗负载变化曲线图划分为不同谐波干扰的多个误差负载变化曲线图，在多个误差负载算法中确定出所有对应的电感互相作用的短路位置组合，确定为电容组合；

装机容量认定组件，用于根据所有不同时段拟合出线路模拟阻抗负载装机容量；

耗电评估组件，用于根据线路模拟阻抗负载不同海拔的曲率特征和对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法以及线路模拟阻抗负载装机容量，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差。

6.根据权利要求5所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，耗电评估组件，包括：

总装机容量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载装机容量在每条线路负载不同时段处的切线，将包含负载不同时段当作对应负载不同时段的负载轴总装机容量；所述负载不同时段为利用不同电容组合的平均值所在的时间；

总发电量确定子组件，用于确定出线路模拟阻抗负载不同海拔与负载轴总装机容量相交的所有短路位置当作对应负载不同时段的已损耗后，确定出线路模拟阻抗负载不同海拔在负载不同时段的所有已损耗后的总发电量；

耗电评估子组件，用于将负载不同时段的所有已损耗后的总发电量输入至对应线路模拟阻抗负载的基准用电高峰确定算法，确定出对应负载不同时段处的基准用电高峰，根据基准用电高峰对线路模拟阻抗负载装机容量进行耗电评估，生成小型水电发电机做功过程波形畸变误差。

7.根据权利要求1所述的电网安全稳定运行的小水电安全监测系统，其特征在于，更新优化界面，包括：

发电故障更新优化单元，用于根据实时功率数据对动态监测指标中的发电故障监测指标进行调整；

最新曲线图更新单元，用于根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

功率生成单元，用于根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和动态监测指标中的单位时间监测指标以及记录统计表中小型水电发电机功率数据，生成负载有功功率；

调整传输单元，用于根据输电设备的传输效率将负载有功功率传输至指挥中心监测端进行显示，并接收指挥中心监测端输入的实时监测调整指令；

更新优化单元，用于根据实时监测调整指令对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标。

8.电网安全稳定运行的小水电安全监测方法，其特征在于，包括：

步骤A1：对电网的线路模拟阻抗负载进行边界条件设定，获得边界条件设定小型水电发电机功率数据；

步骤A2：根据边界条件设定小型水电发电机功率数据和在输电设备平台层的电网数据库获取的电网安全运行数据，匹配出记录统计表中小型水电发电机功率数据，并根据记录统计表中小型水电发电机功率数据构建出基准线路模拟阻抗负载变化曲线图；

步骤A3：根据基准线路模拟阻抗负载变化曲线图和根据输电设备的传输效率接收的指挥中心调整指令生成动态监测指标，并根据动态监测指标控制小型水电发电机做功获取线路模拟阻抗负载内的实时功率数据；

步骤A4：根据实时功率数据对基准线路模拟阻抗负载变化曲线图进行更新优化，获得最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图，并根据最新基准线路模拟阻抗负载变化曲线图对动态监测指标进行去噪调整，获得最新的实时监测指标；

步骤A5：根据最新的实时监测指标对小型水电发电机进行做功控制，获取不同单位时间小型水电发电机功率数据。