一种频率稳定判定方法、装置、电子设备与流程

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种频率稳定判定方法、装置及电子设备。

背景技术

随着电力系统的发展，系统规模和发电容量越来越大，电压等级和自动化水平越来越高，电力用户对电能质量的要求越来越严格，各行业生产对电力系统频率稳定也提出了更高的要求。因此，频率稳定监测与控制成为电力系统运行的重要任务之一。

随着电网规模和机组容量的扩大、电力负荷特性越来越复杂以及电网控制技术日趋多样性，电网频率波动时常发生，针对频率的波动，目前主要的控制方式有一次调频、二次调频和高、低周频率控制等。但是当电网频率波动幅度大、周期长时，则需要调度运行人员对离线数据进行手工计算、人工控制，存在计算量大、耗时多、调节不及时等缺点，影响电力用户用电质量，甚至造成机器损毁等不可预测后果。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种频率稳定判定方法、装置及电子设备，以有效地改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种频率稳定判定方法，包括:根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据；判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动；在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。

在本发明可选的实施例中，判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动，包括：根据所述母线频率实时数据与标准频率确定当前点的频率偏差；在所述频率偏差大于第一阈值或小于第二阈值时，判断所述当前点之后的多个数据点是否连续上升或连续下降，在为是时，表明所述母线频率实时数据发生频率波动，在为否时，表明所述母线频率实时数据没有发生频率波动。

在本发明可选的实施例中，判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动之前，所述发法还包括：对所述母线频率实时数据进行滤波处理，得到滤波处理后的母线频率实时数据。

在本发明可选的实施例中，所述预设控制策略表包括频率波动仿真数据以及相应控制策略，基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略，包括：基于所述母线频率实时数据获取波动起始点之后第一时刻的第一实际频率值、所述第一时刻频率曲线的第一实际斜率、第二时刻的第二实际频率值以及所述第二时刻频率曲线的第二实际斜率；基于所述频率波动仿真数据获取波动起始点之后所述第一时刻的第一仿真频率值、所述第一时刻的频率仿真曲线的第一仿真斜率、所述第二时刻的第二仿真频率值以及所述第二时刻的频率仿真曲线的第二仿真斜率；基于所述第一实际频率值、所述第一实际斜率、所述第二实际频率值、所述第二实际斜率、所述第一仿真频率值、所述第一仿真斜率、所述第二仿真频率值、所述第二仿真斜率以及预设均方差多重比较法，得到计算结果；根据所述计算结果以及所述相应控制策略确定此次频率波动的最佳控制策略。

在本发明可选的实施例中，所述方法还包括：在所述母线频率实时数据发生频率波动时，记录频率波动的时间、所述相关特征参数、波动过程中的母线频率实时数据以及所述最佳控制策略。

第二方面，本发明实施例还提供了一种频率稳定判定装置，包括：获取模块，用于根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据；判断模块，用于判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动；确定模块，用于在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。

在本发明可选的实施例中，所述判断模块，还用于根据所述母线频率实时数据与标准频率确定当前点的频率偏差；以及还用于在所述频率偏差大于第一阈值或小于第二阈值时，判断所述当前点之后的多个数据点是否连续上升或连续下降，在为是时，表明所述母线频率实时数据发生频率波动，在为否时，表明所述母线频率实时数据没有发生频率波动。

在本发明可选的实施例中，所述装置还包括：滤波模块，用于对所述母线频率实时数据进行滤波处理，得到滤波处理后的母线频率实时数据。

在本发明可选的实施例中，所述预设控制策略表包括频率波动仿真数据以及相应控制策略，所述确定模块，还用于基于所述母线频率实时数据获取波动起始点之后第一时刻的第一实际频率值、所述第一时刻频率曲线的第一实际斜率、第二时刻的第二实际频率值以及所述第二时刻频率曲线的第二实际斜率；还用于基于所述频率波动仿真数据获取波动起始点之后所述第一时刻的第一仿真频率值、所述第一时刻的频率仿真曲线的第一仿真斜率、所述第二时刻的第二仿真频率值以及所述第二时刻的频率仿真曲线的第二仿真斜率；还用于基于所述第一实际频率值、所述第一实际斜率、所述第二实际频率值、所述第二实际斜率、所述第一仿真频率值、所述第一仿真斜率、所述第二仿真频率值、所述第二仿真斜率以及预设均方差多重比较法，得到计算结果；以及还用于根据所述计算结果以及所述相应控制策略确定此次频率波动的最佳控制策略。

在本发明可选的实施例中，所述装置还包括：存储模块，用于在所述母线频率实时数据发生频率波动时，记录频率波动的时间、所述相关特征参数、波动过程中的母线频率实时数据以及所述最佳控制策略。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器连接；所述存储器用于存储程序；所述处理器用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行上述方法实施例所述的方法。

本发明实施例提的频率稳定判定方法，包括:根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据；判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动；在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。本方法通过对获取的母线频率实时数据在线分析、计算，能够准确、高效监测电网中频率稳定情况并在待监测母线频率发生波动时及时给出控制策略，可以保障和提高电网系统的安全稳定性，对指导实际电网安全稳定运行具有重要意义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种频率稳定判定方法的流程图。

图3示出了本发明实施例提供的一种图2中的步骤s103的流程图。

图4示出了本发明实施例提供的一种频率稳定判定装置的模块示意图。

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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，本实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的一种电子设备100的结构框图。所述电子设备100包括：频率稳定判定装置110、存储器120、存储控制器130和处理器140。

所述存储器120、存储控制器130、处理器140各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述频率稳定判定装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器120中或固化在所述电子设备100的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。所述处理器140用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如所述频率稳定判定装置110包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器120用于存储程序，所述处理器140在接收到执行指令后，执行所述程序，后述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的电子设备100所执行的方法可以应用于处理器140中，或者由处理器140实现。

处理器140可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中，在本发明实施例中，所述电子设备100可以是，但不限于个人电脑(personalcomputer，pc)、智能手机、平板电脑、移动上网设备(mobileinternetdevice，mid)、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等设备。

第一实施例

请参阅图2，为本发明实施例提供的一种应用于上述电子设备100的频率稳定判定方法，下面将结合图2对其所包含的步骤进行说明。

步骤s101：根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据。

在实时监测电网中母线频率变化情况的过程中，根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据。其中，待监测母线的相关特征参数包括：厂站名称、母线名称、pmu(phasormeasurementunit，相量测量装置)的id测点等必要信息。

其中，需要说明的是，本申请所获取的待监测母线的频率实时数据来源于d5000平台，即以d5000平台的wams(wideareameasurementsystem)数据为基础。例如，上述的相关特征参数来源于d5000平台中的母线信息配置表、线路配置参数表。

步骤s102：判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动。

在获取到待监测母线的母线频率实时数据后，判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动，若所述母线频率实时数据发生频率波动时，则执行步骤s103，若所述母线频率实时数据发生频率波动时，则继续监测。

作为一种可选的实施方式，判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动，包括：根据所述母线频率实时数据与标准频率确定当前点的频率偏差；在所述频率偏差大于第一阈值或小于第二阈值时，判断所述当前点之后的多个数据点是否连续上升或连续下降，在为是时，表明所述母线频率实时数据发生频率波动，在为否时，表明所述母线频率实时数据没有发生频率波动。例如，在判断母线频率是否发生频率波动时，记录当前点实际频率，通过实际频率和标准频率计算当前点的频率偏差。若当前点频率偏差大于0.1或小于-0.1，则继续判断该点之后的三个数据点是否连续上升或连续下降，以此方法作为发生频率波动的依据。其中，频率波动判断法：

fη-fα>δfγ或fη-fα<-δfγ；式中fη表示实际频率，fα表示标准频率(我国系统标准频率为50hz)，δfγ表示频率偏差。

其中，需要说明的是，上述的示意仅仅是为了便于理解而举的例子而已，不能将上述的0.1或-0.1理解成是对本实施例中的第一阈值或第二阈值的限制。该第一阈值和第二阈值可以根据实际需要合理设置，例如，将第一阈值设置为0.2，将第二阈值设置为-0.2，或者其他数值，如第一阈值为0.3，第二阈值为-0.3等。同理，不能将本实施例中示意的该点之后的三个数据点理解成是对本实施例的限制，其可以是该点之后的4个数据点、5个数据点、6个数据点等数值。

此外，作为一种可选的实施方式，在判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动之前，所述发法还包括：对所述母线频率实时数据进行滤波处理，得到滤波处理后的母线频率实时数据。也就是说，在获得母线频率实时数据后，对该数据进行预处理，然后在判断预处理后的数据是否发生频率波动。其中，预处理是为了滤除一些测量噪声和虚假数据(偏差很大的数据，例如标准频率为50hz，则滤除相差很大的数据，因为正常情况下，频率的波动的范围都很小，不会出现偏差很大的数据)，以降低测量噪声及虚假数据等的影响。作为一种可选实施方式，可以采用一阶差分滤波方法对虚假数据进行处理实现数据预处理功能。其中，一阶差分法滤波可以在不改变其它采样点数值的情况下，仅识别虚假数据并用一个较合理的值作替换以使数据的连续性和合理性得到保证。

步骤s103：基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。

在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。其中，预设控制策略表包括频率波动仿真数据以及相应控制策略，也就是说，根据事先测试的频率波动仿真数据制定相应的控制策略，然后再根据该频率波动仿真数据以及相应控制策略得到所述预设控制策略表。其中，该预设控制策略表中包括多种控制策略。

其中，作为一种可选的实施方式，该过程可以基于图3所示的步骤进行说明。

步骤s201：基于所述母线频率实时数据获取波动起始点之后第一时刻的第一实际频率值、所述第一时刻频率曲线的第一实际斜率、第二时刻的第二实际频率值以及所述第二时刻频率曲线的第二实际斜率。

在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据获取波动起始点之后延时0.5s时刻的第一实际频率值记作f1、该时刻(0.5s时刻)频率曲线的第一实际斜率记作k1，和该波动起始点之后延时1s时刻的第二实际频率值记作f2、该时刻(1s时刻)频率曲线的第二实际斜率记作k2。

步骤s202：基于所述频率波动仿真数据获取波动起始点之后所述第一时刻的第一仿真频率值、所述第一时刻的频率仿真曲线的第一仿真斜率、所述第二时刻的第二仿真频率值以及所述第二时刻的频率仿真曲线的第二仿真斜率。

基于所述频率波动仿真数据获取波动起始点之后延时0.5s时刻的第一仿真频率值记作fn、第一仿真斜率记作kn、延时1s时刻的第二仿真频率值记作fm、第二仿真斜率记作km。

步骤s203：基于所述第一实际频率值、所述第一实际斜率、所述第二实际频率值、所述第二实际斜率、所述第一仿真频率值、所述第一仿真斜率、所述第二仿真频率值、所述第二仿真斜率以及预设均方差多重比较法，得到计算结果。

基于所述第一实际频率值f1、所述第一实际斜率k1、所述第二实际频率值f2、所述第二实际斜率k2、所述第一仿真频率值fn、所述第一仿真斜率kn、所述第二仿真频率值fm、所述第二仿真斜率km以及预设均方差多重比较法，得到计算结果。其中，预设均方差多重比较法为：

步骤s204：根据所述计算结果以及所述相应控制策略确定此次频率波动的最佳控制策略。

在得到计算结果后，根据所述计算结果以及所述相应控制策略确定此次频率波动的最佳控制策略。其中，所述相应控制策略包括多个控制策略，即不同的定值范围对应不同的控制策略。本实施例中，根据计算结果所属的范围来确定对应该范围的控制策略，即从多个控制策略中找出最佳控制策略。

作为一种可选的实施方式，在所述方法还包括：在所述母线频率实时数据发生频率波动时，记录频率波动的时间、所述相关特征参数(厂站名称、母线名称、pmu的id测点等必要信息)、波动过程中的母线频率实时数据以及所述最佳控制策略。

本申请实施例还提供了一种频率稳定判定装置110，如图4所示。该频率稳定判定装置110包括：获取模块111、判断模块112以及确定模块113。

获取模块111，用于根据待监测母线的相关特征参数获取对应的母线频率实时数据。

判断模块112，用于判断所述母线频率实时数据是否发生频率波动。

确定模块113，用于在所述母线频率实时数据发生频率波动时,基于所述母线频率实时数据和预设控制策略表确定此次频率波动的最佳控制策略。

此外，所述装置还包括：滤波模块，用于对所述母线频率实时数据进行滤波处理，得到滤波处理后的母线频率实时数据。

所述装置还包括：存储模块，用于在所述母线频率实时数据发生频率波动时，记录频率波动的时间、所述相关特征参数、波动过程中的母线频率实时数据以及所述最佳控制策略。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行上述方法实施例所述的步骤。

针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明实施例所提供的频率稳定判定装置110，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，笔记本电脑,服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。