CN102508111A - 电力***大扰动故障定位可视化*** - Google Patents

电力***大扰动故障定位可视化*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力***大扰动故障近似定位可视化***实现方法，包括基于智能电网调度技术支持***平台的大扰动故障检测方法及软件架构；大扰动故障定位渲染可视化的人机界面设计技术、国产商用数据库的读写访问技术和WAMS时间序列实时库的数据访问技术。发明的技术方案用以解决智能电网调度技术支持***中对于不确定故障类型的大扰动故障进行近似定位的问题，为电网调度运行人员快速定位电网故障源提供了辅助工具和便利手段。

Description

电力***大扰动故障定位可视化***
技术领域
本发明属于电力***动态监测领域，具体涉及一种电力***大扰动故障近似定位技术及可视化***。
背景技术
随着电网建设的规模越来越大，电网运行过程中发生的故障种类也越来越多，有些故障是可以明确其故障类型的，例如短路、低频振荡、机组跳闸等；但电网中往往会存在一些明显大扰动又不明确是何种故障类型的情况，此时会给电网运行调度人员正确下达调度指令、保持电网稳定运行带来一定的障碍。因此，迫切需要研究一种大扰动故障近似定位技术，并能在地理图上快速定位渲染出各故障点信息的可视化故障定位***。
发明内容
本发明的目的是解决电力***中不能明确故障类型的大扰动故障定位的难题。构建的电力***大扰动故障定位可视化***可大大便利电网调度运行人员进行快速故障源的定位。
本发明具体采用以下技术方案。
一种电力***大扰动故障定位可视化***实现方法，所述大扰动故障定位可视化***包括广域量测***WAMS、后台检测服务模块和可视化人机界面模块，所述后台检测服务模块利用广域量测***WAMS时间序列实时库数据，统计分析出电力***大扰动故障结果，并写入商用库，通过可视化人机界面模块进行故障的渲染定位；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)后台检测服务模块在启动时，其中的初始化参数配置子模块读取用户设定好的广域量测***WAMS大扰动故障定位参数表，所述大扰动故障定位参数表设置用于反映电力***大扰动故障的各种变化阈值，包括电力***节点电压变化阈值、节点频率变化阈值、有功功率变化阈值；
(2)后台检测服务模块的检测子模块，通过广域量测***WAMS时间序列实时库在线检测各厂站主变相量测量单元PMU的正序电压幅值、频率和有功功率，；对于主变没有相量测量单元PMU量测的厂站，则在线检测该厂站出线的正序电压幅值、频率和有功功率；其中所述主变和厂站出线均为步骤(1)所述的节点；
(3)当所述后台检测服务模块检测到至少有三个厂站的节点正序电压幅值或频率或有功功率中一个参数变化量满足相应的节点电压变化阈值、节点频率变化阈值或有功功率变化阈值时，则判断为发生电力***大扰动故障，并将用于记录发生该次大扰动故障的大扰动故障标识ID号、设备ID、设备类型、节点频率变化量、节点电压变化量和节点有功功率变化量写进数据库作为一个大扰动故障告警信息；
(4)当用户选择查看“最新告警”时，所述可视化人机界面模块会定时自动访问所述数据库，当查询到所述数据库中有最新的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、节点频率或节点有功功率的变化量从大到小，在可视化模块的电网地理图上由深到浅设置成不同的颜色；
(5)当用户选择查看“历史告警”时，所述可视化人机界面模块根据输入的查询时间，当查询到数据库中有所选择时间段的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、频率或有功功率的变化量从大到小，在可视化界面模块的地理图上由深到浅设置成不同的颜色；
(6)根据故障定位***中的可视化人机界面模块的电网地理图上被渲染定位的厂站颜色，判断各厂站距离大扰动故障源的远近程度，其中颜色越深表明该厂站离大扰动故障源的位置越近。
进一步，在步骤(3)中，当3个及以上厂站的节点电压突变超过额定值的+/-0.1pu(其中pu是英语Per-unit的缩写，是指标幺值的意思，物理含义是实际值与基准值的比值)，则绘制节点电压变化分布图；3个及以上节点频率突变超过+/-0.07Hz，则绘制节点频率变化分布图；3个及以上节点有功率突变超过150MW，则绘制有功功率变化分布图。
本发明可以有效解决电网中存在明显大扰动但又不明确故障类型的故障近似定位问题；构建的***作为智能电网调度技术支持***的WAMS应用下的子模块，为调度运行人员快速定位故障位置提供了有力的手段。
附图说明
图1为本发明大扰动故障定位可视化***的***结构；
图2描述了本发明大扰动故障定位可视化***及智能电网调度技术支持与电网调度的关系；
图3为本发明大扰动故障定位可视化***实现方法流程图；
图4所示描述了该大扰动故障定位可视化***的结构组成之可视化功能模块流程。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明适用于实施部署了智能电网调度技术支持***且部署了WAMS应用的电网。电力***大扰动故障定位可视化***是属于WAMS应用下的一个子模块，基于智能电网调度技术支持***平台的，通过大扰动故障定位***可以快速掌握电网中发生故障位置信息，便于调度快速分析并下达排除电网故障的指令，从而维持或改善了电网稳定运行；
广域量测***WAMS、后台检测服务模块和可视化人机界面模块之间的关系如附图1所示，后台检测服务模块在线检测WAMS的时间序列实时库数据，将厂站的主变或出线的正序电压幅值、频率或有功功率变化量满足条件的记录写入商用库；可视化人机界面模块通过访问商用库中记录ID号、设备ID、设备类型、电压变化量、频率变化量和有功功率变化量等信息，在电网地理图上实时和离线渲染定位故障厂站；
***与电网调度运行人员以及智能调度技术支持***的连接功能关系如附图2所示，电网调度运行人员通过登录到智能电网调度技术支持***，访问到WAMS应用主画面，通过操作启动“可视化”按钮，就可以登录到大扰动故障定位可视化***了，在此***上，完成在线和离线的故障定位分析功能业务。
下面对本发明的技术方案进一步详细描述：
本发明使用基于智能电网调度技术支持***平台的大扰动故障检测方法及软件架构、大扰动故障定位渲染可视化的人机界面设计技术、国产商用数据库的读写访问技术和WAMS时间序列实时库的访问技术，最终可构建形成电力***大扰动故障定位可视化***。
如附图3所示，该大扰动故障定位可视化***的厂站节点的电压、频率和有功突变扰动量的统计记录的实现步骤如下：
(1)后台检测服务模块在启动时，其初始化配置子模块读取用户设定好的WAMS大扰动故障定位参数表，主要读取按电压等级设定的节点电压变化阈值、节点频率变化阈值和有功功率变化阈值等参数值；
其中WAMS大扰动故障定位参数表，表结构见表1：
 字段名称  数据类型
 序号  long
 标识  long
 节点电压变化阈值  float
 节点频率变化阈值  float
 有功功率变化阈值  float
 电压等级  float
表1故障定位参数表结构
在本发明的实例中，该参数表会默认按照节点电压变化阈值为+/-0.1pu、节点频率变化阈值为+/-0.07Hz、节点有功功率变化阈值为150MW进行设置；以上参数开放给用户自定义修改设置。
(2)后台检测服务模块的检测子模块通过读取广域量测***WAMS时间序列实时库在线检测各厂站主变相量测量单元PMU的正序电压幅值、频率和有功功率，对于主变没有安装相量测量单元PMU的厂站，则检测该厂站出线的正序电压幅值、频率和有功功率。如果访问时间序列实时库失败，则业务无法正常进行，需检查时间序列实时库；
(3)当所述后台检测服务模块的检测子模块检测出满足厂站数目达到3个及以上的条件时，即同一时刻有3个厂站及以上厂站至少有节点电压幅值变化量、节点频率变化量或有功功率变化量中任一个量超过对应的变化阈值，则开始将记录ID号、设备ID、设备类型、频率变化量、电压变化量和有功功率变化量等统计结果写入数据库中的大扰动告警表中；如果写数据库失败，则需要检查商用库的访问或配置是否正确；
(4)当用户选择查看“最新告警”时，所述可视化人机界面模块会定时自动访问所述数据库，当查询到所述数据库中有最新的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、节点频率或节点有功功率的变化量从大到小，在可视化模块的电网地理图上由深到浅设置成不同的颜色；如厂站A、B、C和D，其节点正序电压幅值变化量分别为61.10kV、58.2kV、54.4kV和30kV，此时自动将色卡范围设置成0-70kV，上述厂站分别被渲染成深红、浅红、黄色和深蓝；
(5)当用户选择查看“历史告警”时，所述可视化人机界面模块根据输入的查询时间，当查询到数据库中有所选择时间段的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、频率或有功功率的变化量从大到小，在可视化界面模块的地理图上由深到浅设置成不同的颜色；如厂站A、B、C和D，其节点正序电压幅值变化量分别为61.10kV、58.2kV、54.4kV和30kV，此时自动将色卡范围设置成0-70kV，上述厂站分别被渲染成深红、浅红、黄色和深蓝。
(6)根据故障定位***中的可视化人机界面模块的电网地理图上被渲染定位的厂站颜色，判断各厂站距离大扰动故障源的远近程度，其中颜色越深表明该厂站离大扰动故障源的位置越近。如厂站A、B、C、D，分别被渲染成深红、浅红、黄色和深蓝，则表明A厂站是离故障源最近的位置，D厂站是离故障源最远的位置，B、C厂站则次之。
其中，本发明大扰动故障定位可视化***之可视化人机界面模块部分的实现步骤如附图4所示：
(1)采用Qt4.5.3设计整体界面；
(2)该模块分为“最新告警”和“历史告警”两个子模块，在界面提供用户选择查询大扰动“最新告警”和“历史告警”；
(3)选择“最新告警”，所述可视化人机界面模块会自动定时访问商用库，综合发生大扰动的厂站、扰动突变量等信息，将最新的大扰动告警列出，并在电网地理图上以厂站为单位进行在线自动渲染定位；
(4)选择“历史告警”，提供给用户输入告警时间段，综合发生大扰动的厂站、扰动突变量等信息，并将历史的大扰动告警列出，鼠标右键子菜单“扰动可视化”，在电网地理图上以厂站为单位离线渲染定位；
该大扰动故障定位可视化***是部署在智能电网调度技术支持***的WAMS应用下使用的。在工程实施中，在智能电网调度技术支持***的基础环境正常运行且正确部署了WAMS应用，就可以运行本***进行操作了，非常简单易用。

Claims (2)

1.一种电力***大扰动故障定位可视化***实现方法，所述大扰动故障定位可视化***包括广域量测***WAMS、后台检测服务模块和可视化人机界面模块，所述后台检测服务模块利用广域量测***WAMS时间序列实时库数据，统计分析出电力***大扰动故障结果，并写入商用库，通过可视化人机界面模块进行故障的渲染定位；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)后台检测服务模块在启动时，其中的初始化参数配置子模块读取用户设定好的广域量测***WAMS大扰动故障定位参数表，所述大扰动故障定位参数表设置用于反映电力***大扰动故障的各种变化阈值，包括电力***节点电压变化阈值、节点频率变化阈值、有功功率变化阈值；
(2)后台检测服务模块的检测子模块，通过广域量测***WAMS在线检测各厂站主变相量测量单元PMU的正序电压幅值、频率和有功功率；对于主变没有相量测量单元PMU量测的厂站，则在线检测该厂站出线的正序电压幅值、频率和有功功率；其中所述主变和厂站出线均为步骤(1)所述的节点；
(3)当所述后台检测服务模块检测到至少有三个厂站的节点正序电压幅值或频率或有功功率中一个参数变化量满足相应的节点电压变化阈值、节点频率变化阈值或有功功率变化阈值时，则判断为发生电力***大扰动故障，并将用于记录发生该次大扰动故障的大扰动故障标识ID号、设备ID、设备类型、节点频率变化量、节点电压变化量和节点有功功率变化量写进数据库作为一个大扰动故障告警信息；
(4)当用户选择查看“最新告警”时，所述可视化人机界面模块会定时自动访问所述数据库，当查询到所述数据库中有最新的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、节点频率或节点有功功率的变化量从大到小，在可视化模块的电网地理图上由深到浅设置成不同的颜色；
(5)当用户选择查看“历史告警”时，所述可视化人机界面模块根据输入的查询时间，当查询到数据库中有所选择时间段的大扰动故障告警信息时，按照节点正序电压幅值、频率或有功功率的变化量从大到小，在可视化界面模块的地理图上由深到浅设置成不同的颜色；
(6)根据故障定位***中的可视化人机界面模块的电网地理图上被渲染定位的厂站颜色，判断各厂站距离大扰动故障源的远近程度，其中颜色越深表明该厂站离大扰动故障源的位置越近。
2.根据权利要求1所述电力***大扰动故障定位可视化***实现方法，其特征在于：
在所述步骤(3)中，当3个及以上厂站的节点电压突变超过额定值的+/-0.1pu，则绘制节点电压变化分布图，其中pu是标幺值，指实际节点电压与基准值的比值；3个及以上节点频率突变超过+/-0.07Hz，则绘制节点频率变化分布图；3个及以上节点有功率突变超过150MW，则绘制有功功率变化分布图。
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