CN115133652A - 一种采用实时传感技术的电力***参数监测*** - Google Patents

一种采用实时传感技术的电力***参数监测*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，包括：电力采集模块、网络分析与计划模块、安全监视模块、自动发电控制模块及配电自动化模块；电力采集模块，在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息；网络分析与计划模块，用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令；安全监视模块，用于时实采集电网的模拟量或状态量；配电自动化模块，用于实现电网调度控制中心的人机交互***。本发明采用了人机交换***，以图表的方式向调度员展示电网运行状态，并接受调度员的动作指令，实时监控电力***参数，保证电力设备运营的稳定。

Description

一种采用实时传感技术的电力***参数监测***
技术领域
本发明涉及电力***参数监测技术领域，具体来说，涉及一种采用实时传感技术的电力***参数监测***。
背景技术
近些年，由于电力负荷的快速增长，在世界范围内，电力网络逐渐运行于安全域的边缘，因此由电压崩溃而引起的大面积停电事故时有发生，造成了很大的经济损失。随着间歇性新能源的大量接入，电网运行环境将更加恶化，这一趋势引起了各国政府和电力公司的高度重视。
电力***的安全性是指***在发生故障情况下，***能保持稳定运行和正常供电的风险程度。传统的电力***安全性主要是在发生故障情况下，研究电力***本身的动态特性，包括***的功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性、***解列、热过载等。这类研究一般是针对单一故障的，而大面积停电事故则通常是连锁事件的复杂序列。
随着现代通讯技术和信息技术的发展，为了保障大电网的安全和经济运行，各种信息***，如调度自动化(SCADA/EMS)、配电网自动化***(DA) 和变电站综合自动化***(SA)，电力市场技术支持***等在电力***领域里得到了广泛应用。给出了现代电力***的整体构架，电力***与信息***、通信***已经融合成为高度集成的混杂***，电力***的监测和控制越来越依赖于信息***和通信***的可靠运行。
在当前情况下，为了能做到合理有效地利用有限的电力资源，这就需要对电力参数进行准确、实时地监测。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，包括：电力采集模块、网络分析与计划模块、安全监视模块、自动发电控制模块及配电自动化模块；
所述电力采集模块通过所述网络分析与计划模块与所述安全监视模块连接，所述安全监视模块通过所述自动发电控制模块与所述配电自动化模块连接；
所述电力采集模块，用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心；
所述网络分析与计划模块，用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA ***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令；
所述安全监视模块，用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断；
所述自动发电控制模块，用于对未采集的数据进行数学运算，得到未采集的数据，弥补测量***的偏差，并满足电网调度的需要；
所述配电自动化模块，用于实现电网调度控制中心的人机交互***。
进一步的，所述用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心还包括以下步骤：
变电站的RTU以固定周期扫描模拟摇量测***的输出；
若某个电力设备的检测值比前一次的值的差超过预设范围，则将新的检测值发往电网调度中心；
当RTU检测到遥信量的变化时，将新的遥信量发往电网调度中心；
由脉冲电度表量测到的电度量，将电度量测到的脉冲累加量连续的发往电网调度中心的变电站，并供电网调度中心的调用。
进一步的，所述遥信量为断路器、隔离开关及隔离保护的状态信息。
进一步的，所述用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令还包括以下步骤：
读取电网调度中心接收的数据信息，并根据运行需要将有关信息通过远动装置传送到主站；
信息收集与执行子***接收来自主站运行需要而发出的操作、调节和控制命令，并将该命令按一定规律转发给相应装置的调度人员；
调度人员根据主站的指令操控相应的装置并对电力设备进行调节。
进一步的，所述用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断还包括以下步骤：
构建Proc模型，以文件***的方式访问操作***的内核数据，并为操作***内核的数据提供网络接口；
通过数据提供网络接口了解操作***核心或各个进程的状态，生成Proc 树，并配置***的参数；
读取Proc的文件***中的函数指针，并针对Proc树目录下名称位置相对固定的常规性电网，并记录电网中电力设备的运行状态；
采集电网中电力设备的模拟量或状态量，制作安全数据报表，并对根据无功电压优化控制的数学模型对电网的安全进行分析。
进一步的，所述无功电压优化控制的数学模型的构建方法如下：
以网损最小为优化目标；
以母线电压和支路无功潮流为控制对象；
以投切补偿电容器和改变有载调压变压器分接头为控制手段，建立线性化模型。
进一步的，所述线性化模型的公式如下：
Figure BDA0003697319270000031
式中，minZ表示最小网损，C表示系数矩阵，Δu表示控制量增量，Δx 表示控制量待校增量，sub.S表示图像字幕。
进一步的，所述未采集的数据包括遥信、遥测、常数及其组合。
进一步的，所述用于实现电网调度控制中心的人机交互***还包括以下步骤：
把采集的数据直观形象的显示在电网调度控制中心的监视设备中；
调度人根据监视设备对电力设备通过窗口的显示与消去由MainMachine 管理模块控制进行调控。
进一步的，所述MainMachine管理模块包括显示过程与消除过程；
所述显示过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口显示请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出启动要求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈表示通知消息；
所述消除过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口消去请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出消去请求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈消去通知消息。
本发明的有益效果为：本发明中采用了人机交换***，以图表的方式向调度员展示电网运行状态，并接受调度员的动作指令，实时监控电力***参数，保证电力设备运营的稳定，本发明Proc文件***最显著的优势是，它将内存以文件的方式来管理，也就是说Proc文件里的数据全部存在于内存中，它同时具备了内存和稳健的优点，报表对于日常统计应用来讲是非常重要的，所以一般SCADA***都具有较强的报表功能，能方便的提取历史数据库数据；***除了应提供报表中经常要使用的计算公式外，调度员还可以自己制作计算公式，报表数据维护，包括制作、修改有权限规定；方便用户自己定义各种统计分析报表，如供电可靠性、设备可靠性统计分析报表等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***的原理框图。
图中：
1、电力采集模块；2、网络分析与计划模块；3、安全监视模块；4、自动发电控制模块；5、配电自动化模块。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种采用实时传感技术的电力***参数监测***。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的采用实时传感技术的电力***参数监测***，包括：电力采集模块1、网络分析与计划模块2、安全监视模块3、自动发电控制模块4及配电自动化模块5；
所述电力采集模块1通过所述网络分析与计划模块2与所述安全监视模块 3连接，所述安全监视模块3通过所述自动发电控制模块4与所述配电自动化模块5连接；
所述电力采集模块1，用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心；
在一个实施例中，所述用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心还包括以下步骤：
变电站的RTU以固定周期扫描模拟摇量测***的输出；
若某个电力设备的检测值比前一次的值的差超过预设范围，则将新的检测值发往电网调度中心；
当RTU检测到遥信量的变化时，将新的遥信量发往电网调度中心；
由脉冲电度表量测到的电度量，将电度量测到的脉冲累加量连续的发往电网调度中心的变电站，并供电网调度中心的调用；
在一个实施例中，所述遥信量为断路器、隔离开关及隔离保护的状态信息。
在具体应用时，数据信息经通道传到主站(变电站)，主站计算机***将数据转换成工程量，再提供给人机联系子***，输出给调度运行人员。
所述网络分析与计划模块2，用于将电网调度中心接收的信息经过 SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令；
在一个实施例中，所述用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令还包括以下步骤：
读取电网调度中心接收的数据信息，并根据运行需要将有关信息通过远动装置传送到主站；
信息收集与执行子***接收来自主站运行需要而发出的操作、调节和控制命令，并将该命令按一定规律转发给相应装置的调度人员；
调度人员根据主站的指令操控相应的装置并对电力设备进行调节。
在具体应用时，由SCADA采集到的远方数据大体包括三类：模拟量、数字量、脉冲量，即所谓的遥测量、遥信量、电度量。模拟量包括有功功率、无功功率、电流、电压等，在通常的SCADA***中，厂站端RTU以很短的周期扫描模拟量量测***的输出，如果某个量的检测值比前一次的值的差超过了一定的范围(死区)，那么，这个新的量测值就被发往主站；断路器、隔离开关、保护等的状态信息，属于遥信量，当RTU检测到遥信量的变化时，新的值就被发往主站。脉冲量通常是由脉冲电度表量测到的电度量，量测到的脉冲累加量要连续的发往主站，才能保证主站收到可用的电度量；另外，每个一定的时间厂站端设备也会发一次全数据，将所有的遥测，遥信，电度，发给主站端。
所述安全监视模块3，用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断；
在一个实施例中，所述用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断还包括以下步骤：
构建Proc模型，以文件***的方式访问操作***的内核数据，并为操作***内核的数据提供网络接口；
通过数据提供网络接口了解操作***核心或各个进程的状态，生成Proc 树，并配置***的参数；
读取Proc的文件***中的函数指针，并针对Proc树目录下名称位置相对固定的常规性电网，并记录电网中电力设备的运行状态；
采集电网中电力设备的模拟量或状态量，制作安全数据报表，并对根据无功电压优化控制的数学模型对电网的安全进行分析；
在一个实施例中，所述无功电压优化控制的数学模型的构建方法如下：
以网损最小为优化目标；
以母线电压和支路无功潮流为控制对象；
以投切补偿电容器和改变有载调压变压器分接头为控制手段，建立线性化模型。
在一个实施例中，所述线性化模型的公式如下：
Figure BDA0003697319270000071
式中，minZ表示最小网损，C表示系数矩阵，Δu表示控制量增量，Δx 表示控制量待校增量，sub.S表示图像字幕。
在具体应用时，Proc文件***是UNIX/Linux***中特有的一种文件***，它是一个伪文件***，它的文件和目录是由Linux操作***核心提供的，以文件***的方式为访问***内核数据的操作提供接口，它们不占用磁盘上的任何空间，有了这些文件和目录，用户可以更容易的了解操作***核心或各个进程的状态，并能对***的一些参数进行配置。比如，一个***内能打开的文件数最大缺省是1024，即***最多能同时打开1024个文件，这在使用Linux做多用户的服务器时是不够用的，通过对Proc设定文件的修改可以在不修改核心，甚至不启动机器的情况下改变这个缺省值。实现起来也很简单，只要用vi编辑或echo参数重定向到文件中即可。由于***的信息如进程是动态改变的，所以用户或应用程序读取Proc文件时，Proc文件***是动态从***内核读出所需信息并提交的。
所述自动发电控制模块4，用于对未采集的数据进行数学运算，得到未采集的数据，弥补测量***的偏差，并满足电网调度的需要；
在一个实施例中，所述未采集的数据包括遥信、遥测、常数及其组合。
所述配电自动化模块5，用于实现电网调度控制中心的人机交互***；
在一个实施例中，所述用于实现电网调度控制中心的人机交互***还包括以下步骤：
把采集的数据直观形象的显示在电网调度控制中心的监视设备中；
调度人根据监视设备对电力设备通过窗口的显示与消去由MainMachine 管理模块控制进行调控；
在一个实施例中，所述MainMachine(主机)管理模块包括显示过程与消除过程；
所述显示过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口显示请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出启动要求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈表示通知消息；
所述消除过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口消去请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出消去请求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈消去通知消息。
在具体应用时，在电力***中，人机交互的实质就是把采集到的数据能够用各种直观、形象的方式显示，以便调度人员能更好的监视和控制相关设备，人机界面是作为一个独立的应用程序存在的，其执行方式是通过主进程创建子进程来完成。这种实现方式优化了***软件平台的结构，提高了***的实时性。
人机交互模块的结构可以概括为两方面的内容，一方面是层次结构，另一方面是进程结构，Xwindow图形界面程序相对于Xwindow***的层次结构。
首先本发明的开发是基于三菱电机会社开发的一系列中间件(共同部)之上的，这些中间件包括电力***潮流计算，进程控制，画面风格管理等。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明中采用了人机交换***，以图表的方式向调度员展示电网运行状态，并接受调度员的动作指令，实时监控电力***参数，保证电力设备运营的稳定，本发明Proc文件***最显著的优势是，它将内存以文件的方式来管理，也就是说Proc文件里的数据全部存在于内存中，它同时具备了内存和稳健的优点，报表对于日常统计应用来讲是非常重要的，所以一般SCADA***都具有较强的报表功能，能方便的提取历史数据库数据；***除了应提供报表中经常要使用的计算公式外，调度员还可以自己制作计算公式，报表数据维护，包括制作、修改有权限规定；方便用户自己定义各种统计分析报表，如供电可靠性、设备可靠性统计分析报表等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，包括：电力采集模块、网络分析与计划模块、安全监视模块、自动发电控制模块及配电自动化模块；
所述电力采集模块通过所述网络分析与计划模块与所述安全监视模块连接，所述安全监视模块通过所述自动发电控制模块与所述配电自动化模块连接；
所述电力采集模块，用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心；
所述网络分析与计划模块，用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令；
所述安全监视模块，用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断；
所述自动发电控制模块，用于对未采集的数据进行数学运算，得到未采集的数据，弥补测量***的偏差，并满足电网调度的需要；
所述配电自动化模块，用于实现电网调度控制中心的人机交互***。
2.根据权利要求1所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述用于电网调度控制中心的主站计算机与位于远方电厂、变电站的RTU及相关的电网信息传输通道搭建而成，并在各个变电站及发电厂内的监控***中收集当地电力设备的各种电力使用信息，并上传至电网调度中心还包括以下步骤：
变电站的RTU以固定周期扫描模拟摇量测***的输出；
若某个电力设备的检测值比前一次的值的差超过预设范围，则将新的检测值发往电网调度中心；
当RTU检测到遥信量的变化时，将新的遥信量发往电网调度中心；
由脉冲电度表量测到的电度量，将电度量测到的脉冲累加量连续的发往电网调度中心的变电站，并供电网调度中心的调用。
3.根据权利要求2所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述遥信量为断路器、隔离开关及隔离保护的状态信息。
4.根据权利要求1所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述用于将电网调度中心接收的信息经过SCADA***处理，并经调度人员判断后下发各种控制命令还包括以下步骤：
读取电网调度中心接收的数据信息，并根据运行需要将有关信息通过远动装置传送到主站；
信息收集与执行子***接收来自主站运行需要而发出的操作、调节和控制命令，并将该命令按一定规律转发给相应装置的调度人员；
调度人员根据主站的指令操控相应的装置并对电力设备进行调节。
5.根据权利要求1所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述用于时实采集电网的模拟量或状态量，并对电网的安全影响范围进行判断还包括以下步骤：
构建Proc模型，以文件***的方式访问操作***的内核数据，并为操作***内核的数据提供网络接口；
通过数据提供网络接口了解操作***核心或各个进程的状态，生成Proc树，并配置***的参数；
读取Proc的文件***中的函数指针，并针对Proc树目录下名称位置相对固定的常规性电网，并记录电网中电力设备的运行状态；
采集电网中电力设备的模拟量或状态量，制作安全数据报表，并对根据无功电压优化控制的数学模型对电网的安全进行分析。
6.根据权利要求5所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述无功电压优化控制的数学模型的构建方法如下：
以网损最小为优化目标；
以母线电压和支路无功潮流为控制对象；
以投切补偿电容器和改变有载调压变压器分接头为控制手段，建立线性化模型。
7.根据权利要求6所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述线性化模型的公式如下：
Figure FDA0003697319260000031
式中，minZ表示最小网损，C表示系数矩阵，Δu表示控制量增量，Δx表示控制量待校增量，sub.S表示图像字幕。
8.根据权利要求1所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述未采集的数据包括遥信、遥测、常数及其组合。
9.根据权利要求1所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述用于实现电网调度控制中心的人机交互***还包括以下步骤：
把采集的数据直观形象的显示在电网调度控制中心的监视设备中；
调度人根据监视设备对电力设备通过窗口的显示与消去由MainMachine管理模块控制进行调控。
10.根据权利要求9所述的一种采用实时传感技术的电力***参数监测***，其特征在于，所述MainMachine管理模块包括显示过程与消除过程；
所述显示过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口显示请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出启动要求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈表示通知消息；
所述消除过程包括以下步骤：
窗口管理进程启动一般业务用窗口；
MainMachine管理进程接收窗口消去请求；
MainMachine管理进程向窗口管理进程发出消去请求；
窗口管理进程向MainMachine管理进程反馈消去通知消息。
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CN117353464A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 广东浩宁达实业有限公司 一种电能表从设备联动的最佳状态分时控制方法

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