CN106532930A - 静止同步补偿器的智能监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种静止同步补偿器的智能监控***，除能够保证对该装置基本的监测控制等功能，还可以对STATCOM装置进行数据挖掘和状态评估。该***包括站控层和间隔层；其中，所述间隔层连接STATCOM装置和所述站控层；所述间隔层，用于实时采集所述STATCOM装置的运行状态数据，并进行存储；所述站控层，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述STATCOM装置进行基本控制操作、安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化，并对所述STATCOM装置的各个电气设备进行状态评估，根据状态评估结果确定是否需要检修。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种静止同步补偿器的智能监控***。
背景技术
智能化无功补偿是指利用智能控制终端实现无功补偿及智能化控制信息综合管理的功能，具备信息化与自动化等智能特征。信息化是指在无功补偿装置运行过程中各种信息通过网络及时传递给管理者，使管理者及时了解装置运行状况。自动化是指控制***能够自动处理装置返回的信息。
静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)作为先进的无功补偿装置，可同时解决电能质量中无功、谐波及三相不平衡问题。STATCOM监控技术是该***研究中重要技术领域，是STATCOM***控制中枢，负责监控整个STATCOM***的运行状态，并保证STATCOM***处于最优的工作状态。已有的研究中，针对STATCOM的监控装置研究较少，现有技术的STATCOM装置一般都致力于对功率因数的提高，忽略了对其性能稳定性的考虑。已有的监控***大多包涵基本的数据采集、在线监视、运行控制、显示和通信等内容，未曾涉及监控***对整个装置进行数据挖掘及状态评估等问题，因此会带来***运行不稳定、故障不能早发现早排除等问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种静止同步补偿器的智能监控***。
本发明实施例提出一种静止同步补偿器的智能监控***，包括：
站控层和间隔层；其中，
所述间隔层连接STATCOM装置和所述站控层；
所述间隔层，用于实时采集所述STATCOM装置的运行状态数据，并进行存储；
所述站控层，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述STATCOM装置进行基本控制操作、安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化，并对所述STATCOM装置的各个电气设备进行状态评估，根据状态评估结果确定是否需要检修。
本发明具有如下有益效果：
利用间隔层实时采集STATCOM装置的运行状态数据，并利用站控层根据所述运行状态数据对所述STATCOM装置进行安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化和状态评估，功能更为全面，能使STATCOM装置较为稳定地运行，且使各个电气设备的故障能够早发现。
附图说明
图1为本发明静止同步补偿器的智能监控***一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1，本实施例公开一种集成了数据挖掘与状态评估功能的分层分布式STATCOM监控***，该监控***除包括STATCOM装置最基本的实时数据采集与处理、在线监视、运行控制、通讯、数据记录与查询等基本功能外，还包括：
站控层和间隔层；其中，
所述站控层和间隔层通过LAN相连接，所述间隔层通过串行通讯总线CAN相互连接，所述间隔层与STATCOM装置各电气设备之间通过CAN连接。
所述间隔层包括保护与报警模块、监控数据采集模块、控制操作单元、运行数据库和评估数据库，所述站控层包括人机界面及工程师站、算法控制器、数据挖掘控制器与状态评估控制器。采用这种分层分布式结构***构架清晰，同时将高级控制策略分为三个模块，数据库文件分为两个模块，便于运行状态分析与设备状态评估。该监控***功能全面，包括：实时采集并显示STATCOM装置的运行状态，在线判断STATCOM装置故障状态，运行信息记录与分析、STATCOM装置运行优化、各设备状态评估以判断是否需要检修等。
本实施例中，所述监控数据采集模块，用于实时采集所述STATCOM装置及其电气设备的运行状态数据，并将所述运行状态数据存入所述运行数据库和评估数据库，其中，所述评估数据库中还存储有所述电气设备的预防性试验数据和历史数据。所述运行状态数据包括：所述STATCOM装置处电网实时电压电流与谐波、STATCOM输出电压电流与谐波、各个电气设备基本运行数据(如变压器原副边电压电流、开关设备状态及噪音、功率单元电压电流、水冷***的水压水质水位、各设备运行及环境温湿度等)、以及STATCOM装置各个保护测量单元模拟量、开关量、电度量、保护动作信息等。预防性试验是在设备投入使用前，对应不同指标，通过不同试验方法提前判断设备安全性的行为。历史数据指标包括设备投运前的基础数据(如技术参数、已使用时间等)、设备自身的质量等级、厂家规定的设备使用年限、用户对该设备的评价等。除此之外，还可以包括设备的外观检查与运行环境。
具体地，所述监控数据采集模块，还可以用于根据所述电气设备的类别对所述运行状态数据进行分类，并将分类后的运行状态数据存入所述运行数据库和评估数据库，其中，所述电气设备分为变压器组、开关组、线路组、功率组和水冷***五个类别。变压器组包含所有的绕组类设备如：变压器、电抗器、互感器等，开关组包含高压断路器、高压接触器、高压隔离开关等，水冷***适用于高压大容量的电力设备。每个设备的不同的数据统一存放，以备状态评估时使用。通过运行数据库可以对历史运行数据进行存储，对各分类建立索引，并提供对运行数据的管理、查询、备份和恢复功能。
所述控制操作单元，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行初始运行控制，并负责整个工作流程的命令发出与接收。其中，初始运行控制，具体指的是判断某些运行参数是否在预先设置的阈值范围内，根据判断的结果生成相应的控制指令下发至相应的电气设备，以保证电气设备运行安全。此外，在运行参数不在安全范围内时，可以通过保护与报警模块进行报警。
所述人机界面及工程师站提供人机交互界面，用于获取并显示所述运行状态数据，并通过所述控制操作单元向所述电气设备下发控制命令，对所述电气设备进行控制，包括用于显示所述STATCOM装置的电气原理图的电气结构界面、用于对所述电气设备进行控制的操控界面、用于对所述电气设备进行调试的设备调试界面(可手动更改各开关状态)和报警界面。当所述STATCOM装置发生事故、故障和越限事件时，所述保护与报警模块通过报警界面推出相应画面进行报警(当然也可以启动声音报警等)。
需要说明的是，人机界面可以为具有触摸屏的工控机，方便人员操作，比如下达命令、查阅信息等，提供友好的控制界面，使运行人员可通过键盘或鼠标对设备各保护测量单元进行校时、下发保护定值、分合断路器、调节变压器分接头等操作。工程师站为报表及维护工作站，用于完成报表的绘制、查看和打印以及***数据库的建立与修改，画面建立与修改，整个***运行参数的定义与修改。除此之外，还可以设置相关的用户信息管理功能，以及各种曲线、日报和月报的生成、打印等功能。
具体地，电气结构界面，显示的是整个STATCOM装置的电气原理图。图中，各电气开关和各组成部件的背景颜色可跟随实际操作或运行动作变化，即可以实时反映当前状态。在报警时，还可以使发生动作的相应装置闪烁告警。操控界面由上至下可分为三个主要部分：***操作按钮，***电气简图和装置动作按钮，以对整个***以及电气设备进行控制。对于不同的操控人员，操作权限不同，这可通过“切换权限”选择按钮来进行选择。此外，STATCOM装置的各种记录信息可以存储在运行数据库中，如运行人员的操作记录信息、保护动作事件记录等，并提供查询工具，以供查询。
另外界面还可以包括***信息页面、电压电表页面、录波界面、告警界面等。
所述算法控制器包含使STATCOM装置实现其基本功能的算法(主要包括稳态调压策略、恒无功输出策略、阻尼控制)，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行基本功能的运行控制，所述数据挖掘控制器，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化，所述状态评估控制器，用于获取所述评估数据库存储的数据，根据所述评估数据库存储的数据对各个电气设备进行状态评估，根据状态评估结果确定是否需要检修。
具体地，所述状态评估控制器，用于建立评估模型，并基于所述评估模型利用预设的评估算法对所述STATCOM装置每一模块的各评估指标进行计算，根据评估指标计算结果生成各模块的状态评估结果，得出是否需要状态检修的结论。
需要说明的是，评估过程主要包括两部分：评估模型建立与评估算法的应用。评估模型是将STATCOM各设备按组成特点科学地进行模块化分类，确立评估指标并最终形成的层次清晰的评估体系。评估算法是应用已有的模糊、权重分析等方法进行每一模块各指标的计算，从而得出不同的结论，进而生成STATCOM各模块的状态评估结果，得出是否需要状态检修的结论。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (6)
1.一种静止同步补偿器的智能监控***，其特征在于，包括：
站控层和间隔层；其中，
所述间隔层连接STATCOM装置和所述站控层；
所述间隔层，用于实时采集所述STATCOM装置的运行状态数据，并进行存储；
所述站控层，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述STATCOM装置进行基本控制操作、安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化，并对所述STATCOM装置的各个电气设备进行状态评估，根据状态评估结果确定是否需要检修。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述间隔层包括保护与报警模块、监控数据采集模块、控制操作单元、运行数据库和评估数据库，所述站控层包括人机界面及工程师站、算法控制器、数据挖掘控制器与状态评估控制器；
所述监控数据采集模块，用于实时采集所述STATCOM装置及其电气设备的运行状态数据，并将所述运行状态数据存入所述运行数据库和评估数据库，其中，所述评估数据库中还存储有所述电气设备的预防性试验数据和历史数据；
所述控制操作单元，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行初始运行控制；
所述人机界面及工程师站提供人机交互界面，用于获取并显示所述运行状态数据，并通过所述控制操作单元向所述电气设备下发控制命令，对所述电气设备进行控制；
所述算法控制器，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行基本功能的运行控制，所述数据挖掘控制器，用于获取所述运行状态数据，根据所述运行状态数据对所述电气设备进行安全稳定性分析、异常挖掘与预测、运行优化，所述状态评估控制器，用于获取所述评估数据库存储的数据，根据所述评估数据库存储的数据对各个电气设备进行状态评估，根据状态评估结果确定是否需要检修；
所述保护与报警模块，用于当所述STATCOM装置发生事故、故障和越限事件时，进行报警。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述运行状态数据包括：
所述STATCOM装置处电网实时电压电流与谐波、STATCOM输出电压电流与谐波、各个电气设备基本运行数据以及STATCOM装置各个保护测量单元模拟量、开关量、电度量、保护动作信息。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述监控数据采集模块，还用于根据所述电气设备的类别对所述运行状态数据进行分类，并将分类后的运行状态数据存入所述运行数据库和评估数据库，其中，所述电气设备分为变压器组、开关组、线路组、功率组和水冷***五个类别。
5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述人机界面及工程师站包括用于显示所述STATCOM装置的电气原理图的电气结构界面、用于对所述电气设备进行控制的操控界面、用于对所述电气设备进行调试的设备调试界面和报警界面。
6.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述状态评估控制器，用于建立评估模型，并基于所述评估模型利用预设的评估算法对所述STATCOM装置每一模块的各评估指标进行计算，根据评估指标计算结果生成各模块的状态评估结果，得出是否需要状态检修的结论。
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