CN206932065U - 一种电力网络监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力网络监控系统，包括：电力参数检测模块，用于对电力网络中的预设电力参数进行检测；定位通讯模块，设置在电力参数检测模块中，用于对电力参数检测模块进行定位，并将定位生成的定位信息和电力参数检测模块检测获得的电力参数数据发送至主控制模块；主控制模块用于根据定位信息和电力参数数据，生成相应的电力网络运行监测信息，以供进行对应的电力网络负荷调控。通过电力参数检测模块对电力网络情况数据进行实时采集，电力参数检测模块中设有定位通讯模块，实现了检测模块的位置的确定，提高了检测精度，主控制模块对电力网络情况的分析和计算，并生成相应的监测信息，方便了用户更加直观地了解和观察电力网络的情况。

Description

一种电力网络监控系统

技术领域

本实用新型涉及电力网络领域，特别是涉及一种电力网络监控系统。

背景技术

近年来，随着风电、太阳能等新能源的快速发展，其间歇性和波动性增加了发电机的不确定性，给电力系统的安全、稳定运行带来了巨大挑战。目前电力网络侧主要通过水电以及火电等常规发电机组对新能源发电的随机性进行补偿，这种仅从发电侧进行调控的方法，其经济性较差；目前国内学者提出了需求侧响应，即通过价格信号或激励手段引导电力用户负荷转移等方式，这些手段有其优势，但是由于电价以及用户响应行为具有随机性，需求响应的结果往往是不确定的；目前国内对于负荷调度进行了初步的理论探讨，但是并未有通过技术手段将负荷进行统一管理和智能调度的系统平台。

随着智能电力网络技术的进一步发展，以及未来管理体制的进一步完善，建设统一的区域能量管理系统，通过综合运用现代通信、计算机、自动控制等先进技术，来满足区域用户日趋多样化的用电服务需求，满足电动汽车、分布式电源、储能装置等新能源新设备的接入与推广应用需求，实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力，将成为未来的区域电力管控技术发展的一个必然趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电力网络监控系统，可以辅助实现对负荷进行统一管理和智能调度，实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种电力网络监控系统，包括：

电力参数检测模块，用于对电力网络中的预设电力参数进行检测；

定位通讯模块，设置在所述电力参数检测模块中，用于对所述电力参数检测模块进行定位，并将定位生成的定位信息和所述电力参数检测模块检测获得的电力参数数据发送至主控制模块；

所述主控制模块用于根据所述定位信息和所述电力参数数据，生成相应的电力网络运行监测信息，以供进行对应的电力网络负荷调控。

优选地，所述电力参数检测模块包括：

电压检测单元，用于对所述电力网络进行电压参数检测；

电流检测单元，用于对所述电力网络进行电流参数检测；

频率检测单元，用于对所述电力网络进行频率参数检测；

电场强度检测单元，用于对所述电力网络进行电场强度参数检测；

磁场强度检测单元，用于对所述电力网络进行磁场强度参数检测；

负载检测单元，用于对所述电力网络进行负载数据参数检测。

优选地，还包括：

视频采集模块，用于响应所述主控制模块的对应指令，对指定监测线路段进行视频影像采集，并将采集的视频影像数据反馈给所述主控制模块。

优选地，还包括：

若干子控制模块，用于与所述主控制模块进行通讯连接，并对所述电力参数检测模块中的对应任意检测单元和/或视频采集模块进行调度控制。

优选地，所述主控制模块包括：中央处理单元、人机交互单元、电力网络状态评估单元、数据库单元、模型仿真单元、显示器单元；

其中，所述中央处理单元用于接收所述定位信息和所述电力参数数据，并根据预设的处理命令或者所述人机交互单元输入的处理命令对所述电力参数检测模块对应的定位信息和时间信息进行标记，并发送至所述电力网络状态评估单元、数据库单元、模型仿真单元和/或显示器单元；

所述人机交互单元用于响应操作者操作，生成相应的处理命令和/或待监测线路段的对应数据信息，并发送至所述中央处理单元和/或所述模型仿真单元；

所述电力网络状态评估单元，用于根据所述中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元；

所述模型仿真单元用于根据接收到的处理命令构建对应的电力网络物理模型，并对接收到的电力参数数据进行仿真计算；

所述数据库单元用于存储接收到的数据，以及根据外界的调用指令调用相应的数据；

所述显示器单元用于根据对应的命令对相应的信息数据进行显示。

优选地，所述电力网络状态评估单元包括：

第一电力网络状态评估子单元，用于按照预设的评估参数并根据所述中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元；

第二电力网络状态评估子单元，用于响应操作者操作，获取人工评估信息，并将所述人工评估信息发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元。

优选地，所述模型仿真单元包括：

物理模型构建子单元，用于根据自身接收到的中央处理单元发送的数据建立对应的电力网络物理模型；

虚拟作动器子单元，用于驱动参数变化，与所述物理模型构建子单元中的各元素建立关系后，在预设范围内对对应的参数进行变动；

仿真分析子单元，用于输入可分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数和算法，并将输入的参数和算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到对应的模块上；

虚拟检测子单元，用于接收所述中央处理单元发送的数据并进行显示；

转移节点子单元，与所述虚拟检测子单元连接，用于根据所述中央处理单元发送的定位信息驱动所述虚拟检测子单元移动到所构建的物理模型中指定的位置。

优选地，所述定位通讯模块为北斗模块。

优选地，所述频率检测单元包括：

频率分析子单元，用于对所述电力网络进行频率参数分析；

频率校准子单元，用于接收所述频率分析子单元的分析结果进行校准；

频率反馈子单元，用于根据所述频率校准子单元的校准结果对所述频率分析子单元进行反馈控制。

优选地，所述负载检测单元包括：

瞬时负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动变化率进行检测；

平均负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动趋势进行检测。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的一种电力网络监控系统，包括：电力参数检测模块，用于对电力网络中的预设电力参数进行检测；定位通讯模块，设置在电力参数检测模块中，用于对电力参数检测模块进行定位，并将定位生成的定位信息和电力参数检测模块检测获得的电力参数数据发送至主控制模块；主控制模块用于根据定位信息和电力参数数据，生成相应的电力网络运行监测信息，以供进行对应的电力网络负荷调控。通过电力参数检测模块对电力网络情况数据进行实时采集，且由于电力参数检测模块中设有定位通讯模块，实现了检测模块的位置的确定，提高了检测的精度，主控制模块实现了对电力网络情况的分析和计算，并生成相应的监测信息，方便了用户更加直观地了解和观察电力网络的情况，以便于对负荷进行统一管理和智能调度，以及建设统一的区域能量管理系统，满足区域用户日趋多样化的用电服务需求，实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图；

图2为本实用新型另一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图；

图3为本实用新型又一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电力网络监控系统，可以辅助实现对负荷进行统一管理和智能调度，实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力。

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图。

本实用新型的一种具体实施方式提供了一种电力网络监控系统，包括：电力参数检测模块1，用于对电力网络中的预设电力参数进行检测；定位通讯模块2，设置在电力参数检测模块中，用于对电力参数检测模块进行定位，并将定位生成的定位信息和电力参数检测模块检测获得的电力参数数据发送至主控制模块3；主控制模块3，用于根据定位信息和电力参数数据，生成相应的电力网络运行监测信息，以供进行对应的电力网络负荷调控。

通过电力参数检测模块对电力网络情况数据进行实时采集，且由于电力参数检测模块中设有定位通讯模块，实现了检测模块的位置的确定，提高了检测的精度，主控制模块实现了对电力网络情况的分析和计算，并生成相应的监测信息，方便了用户更加直观地了解和观察电力网络的情况，以便于对负荷进行统一管理和智能调度，以及建设统一的区域能量管理系统，满足区域用户日趋多样化的用电服务需求，实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力。能根据调度的要求指令或者市场信号，主动进行负荷调整，以维护整个系统的稳定性和经济性，微电力网络的负荷集中度高，这使得负荷响应更加灵活和迅速，更符合电力系统市场化的要求，有效预测电力网络中的不确定性因素，提高电力网络调控的有效性和安全性，提高了电力网络运行的平稳性和效率

请参考图2，图2为本实用新型另一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图。

在上述实施方式的基础上，在本实用新型的一种实施方式中，电力参数检测模块1包括：电压检测单元11，用于对电力网络进行电压参数检测；电流检测单元12，用于对电力网络进行电流参数检测；频率检测单元13，用于对电力网络进行频率参数检测；电场强度检测单元14，用于对电力网络进行电场强度参数检测；磁场强度检测单元15，用于对电力网络进行磁场强度参数检测；负载检测单元16，用于对电力网络进行负载数据参数检测。优选定位通讯模块为北斗模块，当电力参数检测模块包括多个参数检测单元时，各个参数检测单元中均对应设置一个定位通讯模块，即电压检测单元11、电流检测单元12、频率检测单元13、电场强度检测单元14、磁场强度检测单元15、负载检测单元16中均设有一个定位通讯模块。

进一步地，该系统还包括：视频采集模块17，用于响应主控制模块3的对应指令，对指定监测线路段进行视频影像采集，并将采集的视频影像数据反馈给主控制模块3。其中，视频采集模块中也设有对应的定位通讯模块。

更进一步地，该系统还包括：若干子控制模块4，用于与主控制模块3进行通讯连接，并对电力参数检测模块中的对应任意检测单元和/或视频采集模块进行调度控制。其中，子控制模块的数目不少于电力参数检测模块中各检测单元的数目与视频采集模块的数目之和。优选每一个子控制模块和各检测单元以及视频采集模块一一对应。子控制模块用于分别对电力网络的电压、电流、频率、负荷、电场强度、磁场强度进行调度控制。

在本实施方式中，主控制模块包括若干台冗余配置的工业计算机，工业计算机与预设的云计算平台相连接，每个工业计算机连接有一个独立的数据库，工业计算机与对应的数据库之间设置有防火墙。

各子控制模块包括PLC运算模块，PLC运算模块通过有线通讯模块连接至互联网，不同的PLC运算模块之间通过无线通讯模块相互连接；PLC运算模块和工业计算机之间通过上述的云计算平台相互通讯连接，云计算平台与PLC运算模块和工业计算机之间通过全双工方式通讯连接。

电压检测模块采用电压互感器。电流检测模块采用电流互感器。频率检测单元包括：频率分析子单元，用于对电力网络进行频率参数分析；频率校准子单元，用于接收频率分析子单元的分析结果进行校准；频率反馈子单元，用于根据频率校准子单元的校准结果对频率分析子单元进行反馈控制。负载检测单元包括：瞬时负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动变化率进行检测；平均负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动趋势进行检测。电场强度检测模块采用电场强度探测器；磁场强度检测模块采用磁场强度探测器。

请参考图3，图3为本实用新型又一种具体实施方式所提供的电力网络监控系统结构示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，主控制模块3包括：中央处理单元31、人机交互单元32、电力网络状态评估单元33、数据库单元34、模型仿真单元35、显示器单元36；

其中，中央处理单元31用于接收定位信息和电力参数数据，并根据预设的处理命令或者人机交互单元输入的处理命令对电力参数检测模块对应的定位信息和时间信息进行标记，并发送至电力网络状态评估单元33、数据库单元34、模型仿真单元35和/或显示器单元36；人机交互单元32用于响应操作者操作，生成相应的处理命令和/或待监测线路段的对应数据信息，并发送至中央处理单元和/或模型仿真单元；电力网络状态评估单元33，用于根据中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至数据库单元和/或显示器单元；模型仿真单元35用于根据接收到的处理命令构建对应的电力网络物理模型，并对接收到的电力参数数据进行仿真计算；数据库单元34用于存储接收到的数据，以及根据外界的调用指令调用相应的数据；显示器单元36用于根据对应的命令对相应的信息数据进行显示。

进一步地，电力网络状态评估单元包括：第一电力网络状态评估子单元，用于按照预设的评估参数并根据中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至数据库单元和/或显示器单元；第二电力网络状态评估子单元，用于响应操作者操作，获取人工评估信息，并将人工评估信息发送至数据库单元和/或显示器单元。

模型仿真单元包括：物理模型构建子单元，用于根据自身接收到的中央处理单元发送的数据建立对应的电力网络物理模型；虚拟作动器子单元，用于驱动参数变化，与物理模型构建子单元中的各元素建立关系后，在预设范围内对对应的参数进行变动，即可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；仿真分析子单元，用于输入可分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数和算法，并将输入的参数和算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到对应的模块上；虚拟检测子单元，用于接收中央处理单元发送的数据并进行显示；转移节点子单元，与虚拟检测子单元连接，用于根据中央处理单元发送的定位信息驱动虚拟检测子单元移动到所构建的物理模型中指定的位置。

在本实施方式中，视频采集模块根据中央处理单元的命令启动进行指定监测段的视频影像的采集，并将采集到的视频数据通过定位通讯模块发送到中央处理单元，并发送显示器单元进行显示。

主控制模块对电力网络进行综合调度控制；其中，中央处理单元将接收到的电力参数检测模块所检测的数据用其对应的北斗定位信息和时间信息进行标记后发送到电力网络状态评估单元进行电力网络情况的评估，并将评估结果发送到数据库进行储存，以及发送到显示器单元进行显示；将接收到的传感器数据发送到虚拟检测子单元进行显示，并将对应的定位信息发送到转移节点子单元；接收各个检测单元、视频采集模块发送的视频数据以及人机交互单元输入的监测段基本信息数据，并将这些数据转换成物理模型构建子单元所能识别的数据格式发送到物理模型构建子单元；接收人机交互单元输入的控制命令并将这些控制命令按照预设的算法发送到指定的模块或单元进行执行；根据信息调用命令，从数据库单元中调用用户所需的数据信息。

虚拟检测子单元为在监测段电力网络物理模型中插入的各类型的能达到直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元，用于接收中央处理单元发送的数据并进行显示。

转移节点子单元，与虚拟检测模块相连，用于根据接收到的中央处理单元发送的北斗定位数据驱动虚拟检测子单元移动到所构建的物理模型中指定的位置。

仿真分析子单元，用于输入可以分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数、算法，并将输入参数、算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的模块上。设计变量、设计目标以及设计约束与仿真分析子单元中相关元素有着直接或间接的对应关系，从而可以建立起元素间的对应关系，从而打破两单元间的隔阂，并可以驱动起仿真分析子单元，并从中直接得到想要的数据，从而大大的提升效率和数据质量。

该仿真分析子单元内设有Element：广义单元为仿真分析的真实对象；Property：特性为一些分析对象上静态的共用属性信息；Load：载荷为加载在这些分析载荷上外部影响因素或条件；Analysis：分析为各类具体的仿真分析方法和评估方法；Result：计算得到的数据以及基于数据处理的表格、云图、报告；Variable：设计变量是模型中可变量的标识；Target：设计目标是最终用于衡量模型的好坏或合理性的指标或指标的处理结果；Constraint：设计约束是系统在考虑优化时需要遵守的规则；OptAlgorithm：优化设计方法是各类进行优化设计的具体算法；OptResult：优化结果通过优化计算得到的设计变量的最优取值。

第二电力网络状态评估子单元也可以成为人工专家子单元，用于通过人工专家对接收到的中央处理单元发送的数据进行人工评估，并将评估结果和建议发送到显示屏进行显示。

显示器单元，用于显示各检测单元的检测结果、电力网络状态评估模块的评估结果以及人工专家评估结果，并基于各种检测结果和评估结果输出表征监测信息的二维结果图、三维结果图等。

人机交互单元，用于输入信息调用命令、控制命令和待监测段基本信息数据。

综上所述，本实用新型所提供的电力网络监控系统，能根据调度的要求指令或者市场信号，主动进行负荷调整，以维护整个系统的稳定性和经济性。相比于传统电力网络，微电力网络的负荷集中度高，这使得负荷响应更加灵活和迅速。因此综合考虑源、储、荷的优化调度更符合电力系统市场化的要求。提高了电力网络对可再生能源的消纳能力，促进削峰填谷，提升负荷率和设备运行效率。有效预测电力网络中的不确定性因素，提高电力网络调控的有效性和安全性。所有的检测数据均自带北斗定位信息，实现了检测模块位置的确定，提高了检测的精确度。实现了电力网络情况的实时评估，也实现了所有电力网络调控政策的仿真模拟实施，提高了电力网络运行的平稳性和效率。通过物理模型的建立，并在物理模型进行虚拟检测模块的设计，使得用户可以更加直观观察电力网络的情况。

以上对本实用新型所提供一种电力网络监控系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电力网络监控系统，其特征在于，包括：

电力参数检测模块，用于对电力网络中的预设电力参数进行检测；

定位通讯模块，设置在所述电力参数检测模块中，用于对所述电力参数检测模块进行定位，并将定位生成的定位信息和所述电力参数检测模块检测获得的电力参数数据发送至主控制模块；

所述主控制模块用于根据所述定位信息和所述电力参数数据，生成相应的电力网络运行监测信息，以供进行对应的电力网络负荷调控。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力参数检测模块包括：

电压检测单元，用于对所述电力网络进行电压参数检测；

电流检测单元，用于对所述电力网络进行电流参数检测；

频率检测单元，用于对所述电力网络进行频率参数检测；

电场强度检测单元，用于对所述电力网络进行电场强度参数检测；

磁场强度检测单元，用于对所述电力网络进行磁场强度参数检测；

负载检测单元，用于对所述电力网络进行负载数据参数检测。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

视频采集模块，用于响应所述主控制模块的对应指令，对指定监测线路段进行视频影像采集，并将采集的视频影像数据反馈给所述主控制模块。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

若干子控制模块，用于与所述主控制模块进行通讯连接，并对所述电力参数检测模块中的对应任意检测单元和/或视频采集模块进行调度控制。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述主控制模块包括：中央处理单元、人机交互单元、电力网络状态评估单元、数据库单元、模型仿真单元、显示器单元；

其中，所述中央处理单元用于接收所述定位信息和所述电力参数数据，并根据预设的处理命令或者所述人机交互单元输入的处理命令对所述电力参数检测模块对应的定位信息和时间信息进行标记，并发送至所述电力网络状态评估单元、数据库单元、模型仿真单元和/或显示器单元；

所述人机交互单元用于响应操作者操作，生成相应的处理命令和/或待监测线路段的对应数据信息，并发送至所述中央处理单元和/或所述模型仿真单元；

所述电力网络状态评估单元，用于根据所述中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元；

所述模型仿真单元用于根据接收到的处理命令构建对应的电力网络物理模型，并对接收到的电力参数数据进行仿真计算；

所述数据库单元用于存储接收到的数据，以及根据外界的调用指令调用相应的数据；

所述显示器单元用于根据对应的命令对相应的信息数据进行显示。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电力网络状态评估单元包括：

第一电力网络状态评估子单元，用于按照预设的评估参数并根据所述中央处理单元发送的数据对当前待测电力网络进行电力网络状态评估，并将评估结果发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元；

第二电力网络状态评估子单元，用于响应操作者操作，获取人工评估信息，并将所述人工评估信息发送至所述数据库单元和/或所述显示器单元。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模型仿真单元包括：

物理模型构建子单元，用于根据自身接收到的中央处理单元发送的数据建立对应的电力网络物理模型；

虚拟作动器子单元，用于驱动参数变化，与所述物理模型构建子单元中的各元素建立关系后，在预设范围内对对应的参数进行变动；

仿真分析子单元，用于输入可分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数和算法，并将输入的参数和算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到对应的模块上；

虚拟检测子单元，用于接收所述中央处理单元发送的数据并进行显示；

转移节点子单元，与所述虚拟检测子单元连接，用于根据所述中央处理单元发送的定位信息驱动所述虚拟检测子单元移动到所构建的物理模型中指定的位置。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位通讯模块为北斗模块。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频率检测单元包括：

频率分析子单元，用于对所述电力网络进行频率参数分析；

频率校准子单元，用于接收所述频率分析子单元的分析结果进行校准；

频率反馈子单元，用于根据所述频率校准子单元的校准结果对所述频率分析子单元进行反馈控制。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述负载检测单元包括：

瞬时负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动变化率进行检测；

平均负载检测子单元，用于对电力网络的负载波动趋势进行检测。