一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)及其定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測和電力系統(tǒng)穩(wěn)定領(lǐng)域，具體涉及一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)及其定位方法。本發(fā)明提供的系統(tǒng)是低頻振蕩監(jiān)測與擾動源定位系統(tǒng)的離線版，本發(fā)明可以利用BPA穩(wěn)定計算輸出數(shù)據(jù)以及擾動過程記錄的歷史庫數(shù)據(jù)，按照擾動定位功能要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口，將內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可識別的數(shù)據(jù)模型，同時采用割集定位算法進行計算，實現(xiàn)重點區(qū)域的擾動源定位、重點機組的設(shè)備級定位和控制級的擾動源定位，并實現(xiàn)擾動源定位信息展示、低頻振蕩模式信息展示以及割集計算結(jié)果展示。
【專利說明】一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)及其定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測和電力系統(tǒng)穩(wěn)定領(lǐng)域，具體涉及一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)及其定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低頻振蕩是電力系統(tǒng)中發(fā)生頻繁、對系統(tǒng)穩(wěn)定運行造成嚴重影響的一類事故。對于造成振蕩的擾動源的識別目前未有更好地方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)及其定位方法，本發(fā)明是低頻振蕩監(jiān)測與擾動源定位系統(tǒng)的離線版，開發(fā)了擾動源定位離線分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠迅速準確地判斷電網(wǎng)中產(chǎn)生低頻擾動的擾動源。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明提供一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括:
[0006]數(shù)據(jù)提取模塊:用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析和歷史庫數(shù)據(jù)解析；
[0007]數(shù)據(jù)計算模塊:用于a)對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；b)低頻振蕩模式識別；c)利用割集能量法和綜合力矩法來計算割集能量和發(fā)電機組綜合力矩值；d)定位擾動源機組；
[0008]配置工具模塊:用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取割集信息，通過自定義生成割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取信息，并生成割集配置信息；
[0009]數(shù)據(jù)顯示模塊:用于顯示BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量；顯示綜合力矩以及顯示擾動源定位結(jié)果；
[0010]數(shù)據(jù)輸出模塊:用于輸出擾動源定位結(jié)果。
[0011 ] 進一步地，所述數(shù)據(jù)提取模塊包括歷史數(shù)據(jù)接口模塊和數(shù)據(jù)文件接口模塊，所述歷史數(shù)據(jù)接口模塊用于歷史庫數(shù)據(jù)解析；所述數(shù)據(jù)文件接口模塊用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析。
[0012]進一步地，所述數(shù)據(jù)計算模塊包括計算數(shù)據(jù)預處理模塊、低頻振蕩計算模塊和擾動源定位計算模塊；所述計算數(shù)據(jù)預處理模塊用于對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；所述低頻振蕩計算模塊用于低頻振蕩模式識別；所述擾動源定位計算模塊用于定位擾動源機組。
[0013]進一步地，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括低頻計算結(jié)果展示模塊和振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊；所述低頻計算結(jié)果展示模塊用于顯示BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量以及顯示綜合力矩；所述振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊用于顯示擾動源定位結(jié)果。
[0014]進一步地，所述配置工具模塊包括割集配置模塊，所述割集配置模塊用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取已定義的割集信息，自動生成可用的割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取配置信息，并通過自定義生成生成割集配置信息；
[0015]所述割集信息包括一級割集配置參數(shù)、二級割集配置參數(shù)、三級割集配置參數(shù)；割集配置信息主要包括線路信息和發(fā)電機組信息。
[0016]本發(fā)明還提供一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位方法，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0017](I)選擇數(shù)據(jù)源，當數(shù)據(jù)源為本地BPA文本數(shù)據(jù)，依次執(zhí)行步驟(2) - (6);當數(shù)據(jù)源為歷史數(shù)據(jù)時，依次執(zhí)行步驟(7)- (10)；
[0018](2)對本地BPA文本數(shù)據(jù)進行預處理；
[0019](3)判斷預處理后的本地BPA文本數(shù)據(jù)是否創(chuàng)建割集組，若是，則用戶創(chuàng)建割集組；若否，則讀取割集組配置；
[0020](4)為割集組選擇線路；
[0021](5)為割集組選擇發(fā)電機；
[0022](6)判斷是否繼續(xù)創(chuàng)建割集組，若是，則返回步驟(3)，并保存用戶配置信息；否貝U，執(zhí)行步驟(11);
[0023](7)從割集參數(shù)表讀取割集參數(shù)，在內(nèi)存中構(gòu)建一級割集、二級割集和三級割集；
[0024](8)讀取擾動定位表；
[0025](9)讀取歷史數(shù)據(jù)；
[0026](10)數(shù)據(jù)預處理；
[0027](11)用Pixmy算法對系統(tǒng)動態(tài)特性曲線進行擬合，可以直接估計出頻率、相位、振幅和衰減因子，并根據(jù)Prony分解結(jié)果對割集進行能量計算；
[0028](12)利用發(fā)電機組的有功、電壓、頻率通過積分求和的方式獲得發(fā)電機組的力矩；
[0029](13)展示結(jié)果曲線和表格。
[0030]進一步地，所述步驟(2)中，解析BPA文本數(shù)據(jù)，從BPA數(shù)據(jù)中獲取廠站信息，再根據(jù)廠站信息獲取線路和發(fā)電機組的功率、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)信息，形成定位算法需要的數(shù)據(jù)模型。
[0031]進一步地，所述步驟(3)中，根據(jù)從BPA數(shù)據(jù)中獲取的廠站信息、線路和發(fā)電機組信息，進行割集配置并生成割集配置關(guān)系。
[0032]進一步地，所述步驟(11)中，根據(jù)割集組配置的線路和發(fā)電機信息，進行Prony分析，得出割集能量和力矩積分；并確定擾動機組。
[0033]進一步地，所述步驟(12)中，根據(jù)計算得到的發(fā)電機組力矩，按照力矩大小進行排序，最終確定擾動機組。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達到的有益效果是:
[0035]本發(fā)明利用BPA穩(wěn)定計算輸出數(shù)據(jù)以及擾動過程記錄的歷史庫數(shù)據(jù)，按照擾動定位功能要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口，將內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可識別的數(shù)據(jù)模型，同時采用割集定位算法進行計算，實現(xiàn)重點區(qū)域的擾動源定位、重點機組的設(shè)備級定位和控制級的擾動源定位，并實現(xiàn)擾動源定位信息展示、低頻振蕩模式信息展示以及割集計算結(jié)果展示。
【專利附圖】

【附圖說明】[0036]圖1是本發(fā)明提供的擾動源定位離線分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明提供的擾動源定位方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0039]本發(fā)明提供一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括:
[0040]數(shù)據(jù)提取模塊:用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析和歷史庫數(shù)據(jù)解析；
[0041]數(shù)據(jù)計算模塊:用于a)對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；b)低頻振蕩模式識別；c)利用割集能量法和綜合力矩法來計算割集能量和發(fā)電機組綜合力矩值；d)定位擾動源機組；
[0042]配置工具模塊:用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取割集信息，通過自定義生成割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取信息，并生成割集配置信息；
[0043]數(shù)據(jù)顯示模塊:用于顯示BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量；顯示綜合力矩以及顯示擾動源定位結(jié)果；
[0044]數(shù)據(jù)輸出模塊:用于輸出擾動源定位結(jié)果。
[0045]數(shù)據(jù)提取模塊包括歷史數(shù)據(jù)接口模塊和數(shù)據(jù)文件接口模塊，所述歷史數(shù)據(jù)接口模塊用于歷史庫數(shù)據(jù)解析；所述數(shù)據(jù)文件接口模塊用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析。
[0046]數(shù)據(jù)計算模塊包括計算數(shù)據(jù)預處理模塊、低頻振蕩計算模塊和擾動源定位計算模塊；所述計算數(shù)據(jù)預處理模塊用于對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；所述低頻振蕩計算模塊用于低頻振蕩模式識別；所述擾動源定位計算模塊用于定位擾動源機組。
[0047]數(shù)據(jù)顯示模塊包括低頻計算結(jié)果展示模塊和振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊；所述低頻計算結(jié)果展示模塊用于顯示BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量以及顯示綜合力矩；所述振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊用于顯示擾動源定位結(jié)果O
[0048]配置工具模塊包括割集算法配置模塊，所述割集算法配置模塊用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取割集信息，通過自定義生成割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取信息，并生成割集配置信息；所述割集信息包括一級割集配置參數(shù)、二級割集配置參數(shù)、三級割集配置參數(shù)。
[0049]該系統(tǒng)應(yīng)用的軟件環(huán)境為麒麟操作系統(tǒng)(Linux)；
[0050]硬件環(huán)境包括:
[0051]I)硬件:聯(lián)想服務(wù)器；
[0052]2) CPU:1ntel (R)Xeon(R) CPU Ε5_26090@2.40Hz ；
[0053]3)內(nèi)存:32GB ；
[0054]4)硬盤:1000GB;
[0055]5)數(shù)據(jù)庫:達夢數(shù)據(jù)庫。
[0056]本發(fā)明還提供一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位方法，流程圖如圖2所示，包括下述步驟:
[0057](I)選擇數(shù)據(jù)源，當數(shù)據(jù)源為本地BPA文本數(shù)據(jù)，依次執(zhí)行步驟(2) - (6);當數(shù)據(jù)源為歷史數(shù)據(jù)時，依次執(zhí)行步驟(7)- (10)；
[0058](2)對本地BPA文本數(shù)據(jù)進行預處理；解析BPA文本數(shù)據(jù)，將發(fā)電機、線路、廠站信息進行預處理轉(zhuǎn)換成定位算法需要的數(shù)據(jù)模型。從BPA數(shù)據(jù)中獲取廠站信息，再根據(jù)廠站信息獲取線路和發(fā)電機組的功率、頻率、電壓、電流等數(shù)據(jù)信息，形成定位算法需要的數(shù)據(jù)模型。
[0059](3)判斷預處理后的本地BPA文本數(shù)據(jù)是否創(chuàng)建割集組，若是，則用戶創(chuàng)建割集組；若否，則讀取割集組配置；創(chuàng)建割集組的方法是根據(jù)從BPA數(shù)據(jù)中獲取的廠站信息、線路和發(fā)電機組信息，進行割集配置并生成割集配置關(guān)系。
[0060](4)為割集組選擇線路；
[0061](5)為割集組選擇發(fā)電機；
[0062](6)判斷是否繼續(xù)創(chuàng)建割集組，若是，則返回步驟(3)，并保存用戶配置信息；否貝U，執(zhí)行步驟(11);
[0063](7)從割集參數(shù)表讀取割集參數(shù)，在內(nèi)存中構(gòu)建一級割集、二級割集和三級割集；
[0064](8)讀取擾動定位表；
[0065](9)讀取歷史數(shù)據(jù)；
[0066](10)數(shù)據(jù)預處理；
[0067](11)用Prony算法對系統(tǒng)動態(tài)特性曲線進行擬合，可以直接估計出頻率、相位、振幅和衰減因子，并根據(jù)Prony分解結(jié)果對割集進行能量計算；
[0068](12)利用發(fā)電機組的有功、電壓、頻率通過積分求和的方式獲得發(fā)電機組的力矩；
[0069](13)展示結(jié)果曲線和表格。
[0070]本發(fā)明通過對內(nèi)部數(shù)據(jù)的預處理，將BPA數(shù)據(jù)、歷史庫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)模型，并采用割集定位算法進行計算，實現(xiàn)擾動源定位、低頻振蕩模式展示以及割集計算結(jié)果展示。
[0071]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)提取模塊:用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析和歷史庫數(shù)據(jù)解析； 數(shù)據(jù)計算模塊:用于a)對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；b)低頻振蕩模式識別；c)利用割集能量法和綜合力矩法來計算割集能量和發(fā)電機組綜合力矩值；d)定位擾動源機組； 配置工具模塊:用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取割集信息，通過自定義生成割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取信息，并生成割集配置信息； 數(shù)據(jù)顯示模塊:用于顯示 BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量；顯示綜合力矩以及顯示擾動源定位結(jié)果； 數(shù)據(jù)輸出模塊:用于輸出擾動源定位結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的擾動源定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)提取模塊包括歷史數(shù)據(jù)接口模塊和數(shù)據(jù)文件接口模塊，所述歷史數(shù)據(jù)接口模塊用于歷史庫數(shù)據(jù)解析；所述數(shù)據(jù)文件接口模塊用于BPA輸出數(shù)據(jù)解析。
3.如權(quán)利要求1所述的擾動源定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)計算模塊包括計算數(shù)據(jù)預處理模塊、低頻振蕩計算模塊和擾動源定位計算模塊；所述計算數(shù)據(jù)預處理模塊用于對線路、發(fā)電機的有功、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)進行預處理；所述低頻振蕩計算模塊用于低頻振蕩模式識別；所述擾動源定位計算模塊用于定位擾動源機組。
4.如權(quán)利要求1所述的擾動源定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括低頻計算結(jié)果展示模塊和振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊；所述低頻計算結(jié)果展示模塊用于顯示BPA數(shù)據(jù)；顯示歷史數(shù)據(jù)；顯示PRONY分析結(jié)果；顯示各級割集能量以及顯示綜合力矩；所述振蕩源定位計算結(jié)果展示模塊用于顯示擾動源定位結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1所述的擾動源定位系統(tǒng)，其特征在于，所述配置工具模塊包括割集配置模塊，所述割集配置模塊用于從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取已定義的割集信息，自動生成可用的割集配置信息；以及從BPA數(shù)據(jù)文件中獲取配置信息，并通過自定義生成生成割集配置信息； 所述割集信息包括一級割集配置參數(shù)、二級割集配置參數(shù)、三級割集配置參數(shù)；割集配置信息主要包括線路信息和發(fā)電機組信息。
6.一種基于離線數(shù)據(jù)的擾動源定位方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: (1)選擇數(shù)據(jù)源，當數(shù)據(jù)源為本地BPA文本數(shù)據(jù)，依次執(zhí)行步驟(2)-(6);當數(shù)據(jù)源為歷史數(shù)據(jù)時，依次執(zhí)行步驟(7)- (10)； (2)對本地BPA文本數(shù)據(jù)進行預處理； (3)判斷預處理后的本地BPA文本數(shù)據(jù)是否創(chuàng)建割集組，若是，則用戶創(chuàng)建割集組；若否，則讀取割集組配置； (4)為割集組選擇線路； (5)為割集組選擇發(fā)電機； (6)判斷是否繼續(xù)創(chuàng)建割集組，若是，則返回步驟(3)，并保存用戶配置信息；否則，執(zhí)行步驟(11); (7)從割集參數(shù)表讀取割集參數(shù)，在內(nèi)存中構(gòu)建一級割集、二級割集和三級割集； (8)讀取擾動定位表；(9)讀取歷史數(shù)據(jù)； (10)數(shù)據(jù)預處理； (11)用Prony算法對系統(tǒng)動態(tài)特性曲線進行擬合，可以直接估計出頻率、相位、振幅和衰減因子，并根據(jù)Prony分解結(jié)果對割集進行能量計算； (12)利用發(fā)電機組的有功、電壓、頻率通過積分求和的方式獲得發(fā)電機組的力矩； (13)展示結(jié)果曲線和表格。
7.如權(quán)利要求6擾動源定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中，解析BPA文本數(shù)據(jù)，從BPA數(shù)據(jù)中獲取廠站信息，再根據(jù)廠站信息獲取線路和發(fā)電機組的功率、頻率、電壓、電流數(shù)據(jù)信息，形成定位算法需要 的數(shù)據(jù)模型。
8.如權(quán)利要求6擾動源定位方法，其特征在于，所述步驟(3)中，根據(jù)從BPA數(shù)據(jù)中獲取的廠站信息、線路和發(fā)電機組信息，進行割集配置并生成割集配置關(guān)系。
9.如權(quán)利要求6擾動源定位方法，其特征在于，所述步驟(11)中，根據(jù)割集組配置的線路和發(fā)電機信息，進行Prony分析，得出割集能量和力矩積分；并確定擾動機組。
10.如權(quán)利要求6擾動源定位方法，其特征在于，所述步驟(12)中，根據(jù)計算得到的發(fā)電機組力矩，按照力矩大小進行排序，最終確定擾動機組。
【文檔編號】G01R31/08GK103760466SQ201410036301
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】施秀萍, 陳波, 范新橋, 張文朝, 李波, 趙恩東 申請人:國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞集團公司