CN102981071A - 应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法：S1设定采样周期T，求按时间顺序连续各周期的每个周期内的最大值和最小值；S2画出连续周期的最大值和最小值曲线；S3将连续周期内的最大值和最小值曲线叠加在现有离散遥测曲线上，监测电力***主要参数。有益效果：1、本发明的检测方法加入了最大、最小值曲线，不仅表现出被测量的变化趋势，同时也直观地展示了被测量在各连续周期段内的变化范围，为数据监测分析提供有效手段；2、能有效反映出被测量在各连续周期段内的变化范围，没有丢失被测量最大值和最小值；3、可以大大节省存储空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，对电力***的安全性、可靠性提出了更高的要求。为了保证供电质量和***运行的可靠性、经济性，电网调度自动化***的各级调度控制中心必须及时准确地掌握***全面的运行情况，并随时进行分析，从而作出正确的判断和科学的决策。
各级调度控制中心需要掌握的信息包括各发电厂机组出力、主变压器负荷、母线电压和线路潮流等主要参数，同时还要收集主要设备的运行状态及各种故障、事故信号。而通过对各电压、电流及功率进行采集、存储，调用遥测曲线，可以掌握电网运行状况，为专业技术人员进行分析决策提供数据支撑，保证电网安全、稳定运行。
目前，虽然电力***主要参数的遥测值是连续变化的，但基于电网调度自动化***的遥测曲线展示的是一种准点离散曲线，***只按一定的采样周期（如5分钟、15分钟等）存储数据，即在且仅在每间隔一个采样周期例如15分钟存储记录一次，在画面中将各时刻的离散点连接起来。这种方式虽然在一定程度上反映了遥测量的变化趋势，但存在着以下不足之处：
（1）存储数据不灵活，数据量较大，若在一个坐标系中显示一周或一个月，甚至更长时间的遥测量变化时，则不能清晰地展示曲线，不利于数据分析；（如图7）
（2）由于保存的遥测数据是某时刻的采样值而不是某时段内的最大值或最小值，因此若在设定的采样（统计）周期内出现了最大值或最小值，则在曲线上无法保存和展现。（如图3）
（3）为了解决特点（2）中提到的问题，可以采用缩短采样周期或实时变化遥测存储的方式（即当遥测发生变化时就会进行存储），实时变化存储方式的优点是全面展示了遥测量的变化，但也会出现存储所需空间大和展示多天曲线时不清晰的情况。（如图1）
虽然现有的遥测量存储及曲线展示方式在一定程度上反映了遥测量的变化趋势，但需要存储空间大，而且难以捕捉到最大、最小值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，可反映遥测量的变化趋势，且不需要很大的存储空间，并可捕捉到最大、最小值。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，包括以下步骤：
S1设定采样周期T，求按时间顺序连续各周期的每个周期内电力***主要参数的最大值和最小值；
S2画出连续周期内电力***主要参数的最大值和最小值曲线；
S3将连续周期内的电力***主要参数最大值和最小值曲线叠加在现有的电力***主要参数离散遥测曲线上，监测电力***主要参数。
所述的步骤S1包括以下子步骤：
S1-1在一个设定的采样周期T内，当电力***主要参数遥测值发生变化时，将变化后的电力***主要参数遥测值上送至电网调度自动化***；
S1-2电网调度自动化***接收到变化后的电力***主要参数遥测值后，将其存储至f(T)max和f(T)min单元中；
S1-3当在该周期内电力***主要参数遥测值发生新的变化时，电网调度自动化***将新接收到的电力***主要参数遥测值与之前存储的f(T)max和f(T)min作比较，两者中较大的存储至f(T)max单元，较小的存储至f(T)min单元；
S1-4按照以上方式进行比较和存储，直到该周期结束；
S1-5接着，对下一个周期T+1内的电力***主要参数最大值f(T+1)max和最小值f(T+1)min进行存储，方法与步骤S1-1至S1-4相同，直至得到所有各连续周期内的电力***主要参数最大值和最小值。
3、根据权利要求2所述的应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，其特征是：
所述的步骤S2为：将各连续采样周期内存储的电力***主要参数最大、最小值与 采样值点对准横坐标上采样周期的末时刻，依次连接各电力***主要参数最大、最小值。
极值曲线取值原理
在设定的周期T内，用f(T)max表示该周期内的最大值，如此类推，f(T+1)max、f(T+2)max……分别表示连续的各周期内的最大值；
其次，用f(t)表示t时刻的遥测量值，以一个周期T为例，用f(t1)、f(t2)、...、f(tn)分别表示对应在该周期内t1、t2、…、tn时刻变化的被测量值；
在第一个周期T内，令f(T)max=f(t1)，即将f(t1)存储为该周期内的最大值；当在t2时刻被测量值发生变化时，将之前存储的f(T)max与f(t2)做比较。
若：
f(T)max<f(t2),
则：
f(T)max=f(t2)，
即f(t2)存储为新的最大值；反之，f(T)max保持不变。
如此类推，比较该周期内所有的遥测变化值，最终得到该周期T内的最大值为：
f(T)max=MAX{f(t1),f(t2),f(t3)......f(tn)}
同理，可以得到该周期T内的最小值为：
f(T)min=MIN{f(t1),f(t2),f(t3)......f(tn)}
按照这样的方法，可以得到该遥测在连续的各周期内的极值，f(T)max、f(T+1)max、f(T+2)max……和f(T)min、f(T+1)min、f(T+2)min……存储原理
在一个周期内被测量存在多个变化值，本文利用比较法原理，最大值和最小值各占用一个单元的空间，没有对该周期内的所有变化值进行存储，这样既能反映各周期内的极值，又大大节省了存储空间。
在现有离散遥测曲线的基础上，增加最大值曲线和最小值曲线，两条曲线分别由该 遥测点每个采样（统计）周期内最大值、最小值曲线所构成，最大、最小值曲线与采样曲线在同一坐标系内组合显示。
有益效果：
1、本发明的检测方法加入了最大、最小值曲线，不仅表现出被测量的变化趋势，同时也直观地展示了被测量在各连续周期段内的变化范围，为数据监测分析提供有效手段；
2、能有效反映出被测量在各连续周期段内的变化范围，没有丢失被测量最大值和最小值；
3、可以大大节省存储空间。
附图说明
图1为利用实时变化存储方式的某线路负荷电流曲线图（1天）；
图2为极值选取与存储流程图；
图3为某变电站10kV线路未采用新方法前一天的负荷电流曲线图（采样周期为15分钟）；
图4为图3所示某变电站10kV线路采用新方法后一天的负荷电流曲线图（采样周期为15分钟）；
图5为图3所示某变电站10kV线路未采用新方法前一天的负荷电流曲线图（采样周期为4小时）；
图6为图3所示某变电站10kV线路采用新方法后一天的负荷电流曲线图（采样周期为4小时）；
图7为某地区50天未采用新方法前的供电负荷曲线图（采样周期为15分钟）；
图8为图7所示某地区50天未采用新方法前的供电负荷曲线图（采样周期为8小时）；
图9为图7所示某地区50天采用新方法后的供电负荷曲线图（采样周期为8小时）；
图10是A变电站某一天未采用新方法前的10kV电压合格率低于99.5%的电压曲线图（采样周期为15分钟）；
图11是图10所示A变电站某一天采用新方法后的10kV电压合格率低于99.5%的电压曲线图（采样周期为15分钟）；
图12是B变电站某一天未采用新方法前的10kV电压合格率低于99.5%的电压曲线 图（采样周期为15分钟）；
图13是图10所示B变电站某一天采用新方法后的10kV电压合格率低于99.5%的电压曲线图（采样周期为15分钟）。
具体实施方式
实施例一
以下是本发明的方法在某A变电站的10kV电压合格率分析上的应用实例。
为了保证供电质量，调度控制中心每天对10kV电压合格率进行统计分析。当某A变电站的10kV电压合格率低于99.5%时，调度员需要对其进行详细的分析，查找原因，而分析的方法主要以10kV电压曲线与告警信号分析相结合。
为采用本方法前，A变电站历史事项中无电压越限告警信号，电压曲线没有显示越限。
图10是10kV电压合格率低于99.5%的A变电站某一天的电压曲线图：
在图10的历史曲线中，显示在一天内电压均在10-10.7kV内，没有越限的情况；查看此变电站的历史事项，也未发现10kV电压的越限告警记录。在这种情况下，遥测曲线和告警信号未能给调度员提供有效的数据分析手段。
对上述某A变电站应用本发明的监测方法，包括以下步骤：
S1设定采样周期T，求各连续周期内的最大值和最小值;
参见图2，步骤S1包括以下子步骤：
S1-1在一个设定的采样周期T内，电力***主要参数遥测值发生变化时，变化值上送至电网调度自动化***；
S1-2电网调度自动化***接收到变化值后，将其存储至f(T)max和f(T)min单元中；
S1-3当在该周期内电力***主要参数遥测值新发生变化时，电网调度自动化***将新接收到的遥测值与之前存储的f(T)max和f(T)min作比较，两者中较大的存储至f(T)max单元，较小的存储至f(T)min单元；
S1-4按照以上方式进行比较和存储，直到该周期结束；
S1-5接着，对下一个周期T+1内的最大值f(T+1)max和最小值f(T+1)min进行存储，方法与步骤S1-1至S1-4相同，直至得到所有各连续周期内的电力*** 主要参数最大值和最小值。
S2画出连续周期内的最大值和最小值曲线：将各连续采样周期内存储的电力***主要参数最大、最小值与采样值点对准横坐标上采样周期的末时刻，依次连接各电力***主要参数最大、最小值。
S3将连续周期内的最大值和最小值曲线叠加在现有离散遥测曲线上；
最后，可在叠加遥测曲线图上作出电压合格率越限告警线，分析电压是否出现越限；
当使用本文提出的新方法后，该变电站10kV电压曲线展示如图11，从图11中可见，由于极值曲线的存在，展示了各采样（统计）周期内出现的最大值和最小值，发现一天中电压值多次出现了越限，影响了电压合格率。
实施例二
采用本方法前，B变电站历史事项中有电压越限告警信号，电压曲线没有显示越限。
图12是10kV电压合格率低于99.5%的B变电站某一天的电压曲线图：
在图12的历史曲线中，显示在一天内电压均在10-10.7kV内，没有越限的情况；但查看此变电站的历史事项时，发现当天多次出现10kV电压越限告警。以下是此变电站在当天不同时间出现的电压越限告警统计表：
表1 B变电站一天中出现的电压越限告警统计表
| 序号 | 时间 | 告警记录 |
| 1 | 01:48:05 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
| 2 | 03:56:12 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
| 3 | 07:20:08 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
| 4 | 10:26:16 | 10kV-1母电压Uca越操作上限 |
| 5 | 11:47:01 | 10kV-1母电压Uca越操作上限 |
| 6 | 13:10:42 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
| 7 | 15:59:33 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
| 8 | 17:38:19 | 10kV-1母电压Uca越操作上限 |
| 9 | 19:52:04 | 10kV-1母电压Uca越操作上限 |
| 10 | 22:29:45 | 10kV-1母电压Uca越操作下限 |
对比电压曲线展示和电压越限告警信息，可以看出两者存在不对应的情况，这给调 度员进行数据分析带来一定的难度。
对上述某B变电站应用本发明的监测方法，包括以下步骤：
S1设定采样周期T为15分钟，求各连续周期内的最大值和最小值;
参见图2，步骤S1包括以下子步骤：
S1-1在一个设定的采样周期T内，电力***主要参数遥测值发生第一次变化，变化值上送至电网调度自动化***；
S1-2电网调度自动化***接收到变化值后，将其存储至f(T)max和f(T)min单元中；
S1-3当在该周期内电力***主要参数遥测值第二次发生变化时，电网调度自动化***将刚接收到的遥测值与之前存储的f(T)max和f(T)min作比较，两者中较大的存储至f(T)max单元，较小的存储至f(T)min单元；
S1-4按照以上方式进行比较和存储，直到该周期结束；
S1-5接着，对下一个周期T+1内的最大值f(T+1)max和最小值f(T+1)min进行存储；
S1-6如此类推，可以得到各连续周期内的最大值和最小值。
S2画出连续周期内的最大值和最小值曲线；
S3将连续周期内的最大值和最小值曲线叠加在现有离散遥测曲线上；
步骤S3具体为：将被测量的采样曲线、最大值和最小值曲线置于同一坐标系上，同时将各连续采样（统计）周期内存储的最大、最小值与采样值点对准横坐标上采样（统计）周期的末时刻。
S4在叠加遥测曲线图上作出电压合格率越限告警线，分析电压是否出现越限。
当使用本文提出的新方法后，该变电站10kV电压曲线展示如图13,（采样周期为15分钟）
从图13中可见，该变电站在一天内的确出现了多次电压越限的情况，而电压曲线中展示的越限时间恰恰与历史事项中统计的电压越限告警信息一致。
由上可知，采用本文提出的新方法后，被测量曲线能正确反映各采样（统计）周期内出现的最大值和最小值，解决了原曲线只反映采样时刻值的问题，直观地展示出被测量的变化范围。从曲线中可以看出，上述两个变电站在一天内曾出现多次电压极值超出 上限或低于下限的情况。经过沟通，分析出这片供电区域中存在一些冲击性负荷，短时波动较多，因此影响了电压合格率。
可见，本文提出的应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法既能反映被测量变化过程极值，表现出各采样（统计）周期内的变化范围，又能大大节省存储空间，为数据分析决策提供有效的手段。
有益效果的具体说明：
（1）对于时间跨度较短，采样周期较小的历史曲线展示
参见图3，在未采用本文提出的新方法前，某变电站10kV线路一天的负荷电流曲线图如图3（采样周期为15分钟）。
参见图4，在采用本文提出的新方法后，该变电站10kV线路一天的负荷电流曲线图如图4（采样周期为15分钟）。
效果评价：对比图3和图4可以看出，在同一采样（统计）周期下，图3中只展示了电流的采样时刻值，而本文提出的新方法加入了最大、最小值曲线，不仅表现出被测量的变化趋势，同时也直观地展示了被测量在各连续周期段内的变化范围，为数据监测分析提供有效手段。
（2）对于时间跨度较短，采样周期较大的历史曲线展示
参见图5，若压缩存储空间，将某线路一天的负荷电流曲线采样（统计）周期改为4小时，在未采用本文提出的新方法前，其负荷电流曲线图如图5所示，其中D点为最大值点：112.7A。
参见图6，若采样（统计）周期保持为4小时，采用本文提出的新方法后，该线路一天的负荷电流曲线图如图6，其中E点为最大值点：127.8A。
效果评价：从图5可以看出，在采样（统计）周期改为4小时后，若采用原有的曲线展示方法，则展示D点为当天的最大负荷电流点；当采用本文提出的新方法后，保持采样（统计）周期为4小时，展示E点为当天的最大负荷电流点。可见，原有的曲线展示方法数据丢失严重，而后者由于加入了最大、最小值曲线，能有效反映出被测量在各连续周期段内的变化范围，没有丢失当天的最大负荷电流值，如图6所示。
（3）对于时间跨度较长的历史曲线展示
参见图7，在未采用本文提出的新方法前，某地区50天的供电负荷曲线图如图7（采样周期为15分钟）。
参见图8，若要压缩存储空间，将采样（统计）周期更改为8小时，则该地区50天的供电负荷曲线图如图8所示：
若采样（统计）周期仍为8小时，采用本文提出的新方法后，该地区50天的供电负荷曲线图如图9所示：
效果评价：图7中A点为第3天00:00该地区网供负荷值：4691.314MW，B点为第3天08:00该地区网供负荷值：4626.572MW，C点为第3天04:10该地区网供负荷值：3058.744MW，即在第3天00:00至08:00间该地区网供负荷最小值为3058.744MW，出现在04:10。图8是经过压缩后采样（统计）周期改为8小时的供电负荷曲线，对比图7和图8可见，经过压缩后，图8中丢失了该地区第3天00:00至08:00间出现的网供负荷最小值。若采用本文提出的新方法，采样（统计）周期仍为8小时，加入极值曲线，就可以记录到该地区在第3天00:00至08:00间出现的网供负荷最小值，如图9所示。
另外，在未采用本文提出的新方法时，若采样（统计）周期为15分钟，则50天曲线所需的存储空间为4800个存储单元；在采用本文提出的新方法后，若采样（统计）周期改为8小时，增加最大、最小值曲线，则50天曲线所需的存储空间为450个存储单元，节省了90%的存储空间。可见，本文提出的新方法可以大大节省存储空间。
由上可见，在采样（统计）周期为15分钟时，50天的供电负荷曲线虽然在一定程度上反映出负荷的变化，但数据分布较密，表现不清晰；若采样（统计）周期改为8小时，虽然可以压缩存储空间，但会造成部分数据丢失，与实际变化偏差较大；在采用本文提出的新方法后，采样（统计）周期仍为8小时，加入了极值曲线，即用3条曲线展现供电负荷的变化，不仅能直观地展示了被测量在各周期段内的变化范围，而且大大节省了存储空间。
Claims (3)
1.一种应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，包括以下步骤：
S1设定采样周期T，求按时间顺序连续各周期的每个周期内电力***主要参数的最大值和最小值；
S2画出连续周期内电力***主要参数的最大值和最小值曲线；
S3将连续周期内的电力***主要参数最大值和最小值曲线叠加在现有的电力***主要参数离散遥测曲线上，监测电力***主要参数。
2.根据权利要求1所述的应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，其特征是：
所述的步骤S1包括以下子步骤：
S1-1在一个设定的采样周期T内，当电力***主要参数遥测值发生变化时，将变化后的电力***主要参数遥测值上送至电网调度自动化***；
S1-2电网调度自动化***接收到变化后的电力***主要参数遥测值后，将其存储至f(T)max和f(T)min单元中；
S1-3当在该周期内电力***主要参数遥测值发生新的变化时，电网调度自动化***将刚接收到的电力***主要参数遥测值与之前存储的f(T)max和f(T)min作比较，两者中较大的存储至f(T)max单元，较小的存储至f(T)min单元；
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3.根据权利要求2所述的应用于电网调度自动化***的电力***主要参数监测方法，其特征是：
所述的步骤S2为：将各连续采样周期内存储的电力***主要参数最大、最小值与采样值点对准横坐标上采样周期的末时刻，依次连接各电力***主要参数最大、最小值。
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| CN102981071B (zh) | 2015-09-16 |
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