一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法
【专利摘要】本发明涉及电力系统实时动态监测和电力系统稳定领域，具体涉及一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法。本发明提供的系统是低频振荡监测与扰动源定位系统的离线版，本发明可以利用BPA稳定计算输出数据以及扰动过程记录的历史库数据，按照扰动定位功能要求实现数据接口，将内部数据转化为可识别的数据模型，同时采用割集定位算法进行计算，实现重点区域的扰动源定位、重点机组的设备级定位和控制级的扰动源定位，并实现扰动源定位信息展示、低频振荡模式信息展示以及割集计算结果展示。
【专利说明】一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统实时动态监测和电力系统稳定领域，具体涉及一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法。
【背景技术】
[0002]低频振荡是电力系统中发生频繁、对系统稳定运行造成严重影响的一类事故。对于造成振荡的扰动源的识别目前未有更好地方法。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法，本发明是低频振荡监测与扰动源定位系统的离线版，开发了扰动源定位离线分析系统，该系统能够迅速准确地判断电网中产生低频扰动的扰动源。
[0004]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0005]本发明提供一种基于离线数据的扰动源定位系统，其改进之处在于，所述系统包括:
[0006]数据提取模块:用于BPA输出数据解析和历史库数据解析；
[0007]数据计算模块:用于a)对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；b)低频振荡模式识别；c)利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力矩值；d)定位扰动源机组；
[0008]配置工具模块:用于从历史数据库中获取割集信息，通过自定义生成割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取信息，并生成割集配置信息；
[0009]数据显示模块:用于显示BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量；显示综合力矩以及显示扰动源定位结果；
[0010]数据输出模块:用于输出扰动源定位结果。
[0011 ] 进一步地，所述数据提取模块包括历史数据接口模块和数据文件接口模块，所述历史数据接口模块用于历史库数据解析；所述数据文件接口模块用于BPA输出数据解析。
[0012]进一步地，所述数据计算模块包括计算数据预处理模块、低频振荡计算模块和扰动源定位计算模块；所述计算数据预处理模块用于对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；所述低频振荡计算模块用于低频振荡模式识别；所述扰动源定位计算模块用于定位扰动源机组。
[0013]进一步地，所述数据显示模块包括低频计算结果展示模块和振荡源定位计算结果展示模块；所述低频计算结果展示模块用于显示BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量以及显示综合力矩；所述振荡源定位计算结果展示模块用于显示扰动源定位结果。
[0014]进一步地，所述配置工具模块包括割集配置模块，所述割集配置模块用于从历史数据库中获取已定义的割集信息，自动生成可用的割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取配置信息，并通过自定义生成生成割集配置信息；
[0015]所述割集信息包括一级割集配置参数、二级割集配置参数、三级割集配置参数；割集配置信息主要包括线路信息和发电机组信息。
[0016]本发明还提供一种基于离线数据的扰动源定位方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤:
[0017](I)选择数据源，当数据源为本地BPA文本数据，依次执行步骤(2) - (6);当数据源为历史数据时，依次执行步骤(7)- (10)；
[0018](2)对本地BPA文本数据进行预处理；
[0019](3)判断预处理后的本地BPA文本数据是否创建割集组，若是，则用户创建割集组；若否，则读取割集组配置；
[0020](4)为割集组选择线路；
[0021](5)为割集组选择发电机；
[0022](6)判断是否继续创建割集组，若是，则返回步骤(3)，并保存用户配置信息；否贝U，执行步骤(11);
[0023](7)从割集参数表读取割集参数，在内存中构建一级割集、二级割集和三级割集；
[0024](8)读取扰动定位表；
[0025](9)读取历史数据；
[0026](10)数据预处理；
[0027](11)用Pixmy算法对系统动态特性曲线进行拟合，可以直接估计出频率、相位、振幅和衰减因子，并根据Prony分解结果对割集进行能量计算；
[0028](12)利用发电机组的有功、电压、频率通过积分求和的方式获得发电机组的力矩；
[0029](13)展示结果曲线和表格。
[0030]进一步地，所述步骤(2)中，解析BPA文本数据，从BPA数据中获取厂站信息，再根据厂站信息获取线路和发电机组的功率、频率、电压、电流数据信息，形成定位算法需要的数据模型。
[0031]进一步地，所述步骤(3)中，根据从BPA数据中获取的厂站信息、线路和发电机组信息，进行割集配置并生成割集配置关系。
[0032]进一步地，所述步骤(11)中，根据割集组配置的线路和发电机信息，进行Prony分析，得出割集能量和力矩积分；并确定扰动机组。
[0033]进一步地，所述步骤(12)中，根据计算得到的发电机组力矩，按照力矩大小进行排序，最终确定扰动机组。
[0034]与现有技术比，本发明达到的有益效果是:
[0035]本发明利用BPA稳定计算输出数据以及扰动过程记录的历史库数据，按照扰动定位功能要求实现数据接口，将内部数据转化为可识别的数据模型，同时采用割集定位算法进行计算，实现重点区域的扰动源定位、重点机组的设备级定位和控制级的扰动源定位，并实现扰动源定位信息展示、低频振荡模式信息展示以及割集计算结果展示。
【专利附图】
【附图说明】[0036]图1是本发明提供的扰动源定位离线分析系统的结构示意图；
[0037]图2是本发明提供的扰动源定位方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0039]本发明提供一种基于离线数据的扰动源定位系统，其结构图如图1所示，包括:
[0040]数据提取模块:用于BPA输出数据解析和历史库数据解析；
[0041]数据计算模块:用于a)对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；b)低频振荡模式识别；c)利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力矩值；d)定位扰动源机组；
[0042]配置工具模块:用于从历史数据库中获取割集信息，通过自定义生成割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取信息，并生成割集配置信息；
[0043]数据显示模块:用于显示BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量；显示综合力矩以及显示扰动源定位结果；
[0044]数据输出模块:用于输出扰动源定位结果。
[0045]数据提取模块包括历史数据接口模块和数据文件接口模块，所述历史数据接口模块用于历史库数据解析；所述数据文件接口模块用于BPA输出数据解析。
[0046]数据计算模块包括计算数据预处理模块、低频振荡计算模块和扰动源定位计算模块；所述计算数据预处理模块用于对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；所述低频振荡计算模块用于低频振荡模式识别；所述扰动源定位计算模块用于定位扰动源机组。
[0047]数据显示模块包括低频计算结果展示模块和振荡源定位计算结果展示模块；所述低频计算结果展示模块用于显示BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量以及显示综合力矩；所述振荡源定位计算结果展示模块用于显示扰动源定位结果O
[0048]配置工具模块包括割集算法配置模块，所述割集算法配置模块用于从历史数据库中获取割集信息，通过自定义生成割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取信息，并生成割集配置信息；所述割集信息包括一级割集配置参数、二级割集配置参数、三级割集配置参数。
[0049]该系统应用的软件环境为麒麟操作系统(Linux)；
[0050]硬件环境包括:
[0051]I)硬件:联想服务器；
[0052]2) CPU:1ntel (R)Xeon(R) CPU Ε5_26090@2.40Hz ；
[0053]3)内存:32GB ；
[0054]4)硬盘:1000GB;
[0055]5)数据库:达梦数据库。
[0056]本发明还提供一种基于离线数据的扰动源定位方法，流程图如图2所示，包括下述步骤:
[0057](I)选择数据源，当数据源为本地BPA文本数据，依次执行步骤(2) - (6);当数据源为历史数据时，依次执行步骤(7)- (10)；
[0058](2)对本地BPA文本数据进行预处理；解析BPA文本数据，将发电机、线路、厂站信息进行预处理转换成定位算法需要的数据模型。从BPA数据中获取厂站信息，再根据厂站信息获取线路和发电机组的功率、频率、电压、电流等数据信息，形成定位算法需要的数据模型。
[0059](3)判断预处理后的本地BPA文本数据是否创建割集组，若是，则用户创建割集组；若否，则读取割集组配置；创建割集组的方法是根据从BPA数据中获取的厂站信息、线路和发电机组信息，进行割集配置并生成割集配置关系。
[0060](4)为割集组选择线路；
[0061](5)为割集组选择发电机；
[0062](6)判断是否继续创建割集组，若是，则返回步骤(3)，并保存用户配置信息；否贝U，执行步骤(11);
[0063](7)从割集参数表读取割集参数，在内存中构建一级割集、二级割集和三级割集；
[0064](8)读取扰动定位表；
[0065](9)读取历史数据；
[0066](10)数据预处理；
[0067](11)用Prony算法对系统动态特性曲线进行拟合，可以直接估计出频率、相位、振幅和衰减因子，并根据Prony分解结果对割集进行能量计算；
[0068](12)利用发电机组的有功、电压、频率通过积分求和的方式获得发电机组的力矩；
[0069](13)展示结果曲线和表格。
[0070]本发明通过对内部数据的预处理，将BPA数据、历史库数据转化为系统可以识别的数据模型，并采用割集定位算法进行计算，实现扰动源定位、低频振荡模式展示以及割集计算结果展示。
[0071]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于离线数据的扰动源定位系统，其特征在于，所述系统包括: 数据提取模块:用于BPA输出数据解析和历史库数据解析； 数据计算模块:用于a)对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；b)低频振荡模式识别；c)利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力矩值；d)定位扰动源机组； 配置工具模块:用于从历史数据库中获取割集信息，通过自定义生成割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取信息，并生成割集配置信息； 数据显示模块:用于显示 BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量；显示综合力矩以及显示扰动源定位结果； 数据输出模块:用于输出扰动源定位结果。
2.如权利要求1所述的扰动源定位系统，其特征在于，所述数据提取模块包括历史数据接口模块和数据文件接口模块，所述历史数据接口模块用于历史库数据解析；所述数据文件接口模块用于BPA输出数据解析。
3.如权利要求1所述的扰动源定位系统，其特征在于，所述数据计算模块包括计算数据预处理模块、低频振荡计算模块和扰动源定位计算模块；所述计算数据预处理模块用于对线路、发电机的有功、频率、电压、电流数据进行预处理；所述低频振荡计算模块用于低频振荡模式识别；所述扰动源定位计算模块用于定位扰动源机组。
4.如权利要求1所述的扰动源定位系统，其特征在于，所述数据显示模块包括低频计算结果展示模块和振荡源定位计算结果展示模块；所述低频计算结果展示模块用于显示BPA数据；显示历史数据；显示PRONY分析结果；显示各级割集能量以及显示综合力矩；所述振荡源定位计算结果展示模块用于显示扰动源定位结果。
5.如权利要求1所述的扰动源定位系统，其特征在于，所述配置工具模块包括割集配置模块，所述割集配置模块用于从历史数据库中获取已定义的割集信息，自动生成可用的割集配置信息；以及从BPA数据文件中获取配置信息，并通过自定义生成生成割集配置信息； 所述割集信息包括一级割集配置参数、二级割集配置参数、三级割集配置参数；割集配置信息主要包括线路信息和发电机组信息。
6.一种基于离线数据的扰动源定位方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: (1)选择数据源，当数据源为本地BPA文本数据，依次执行步骤(2)-(6);当数据源为历史数据时，依次执行步骤(7)- (10)； (2)对本地BPA文本数据进行预处理； (3)判断预处理后的本地BPA文本数据是否创建割集组，若是，则用户创建割集组；若否，则读取割集组配置； (4)为割集组选择线路； (5)为割集组选择发电机； (6)判断是否继续创建割集组，若是，则返回步骤(3)，并保存用户配置信息；否则，执行步骤(11); (7)从割集参数表读取割集参数，在内存中构建一级割集、二级割集和三级割集； (8)读取扰动定位表；(9)读取历史数据； (10)数据预处理； (11)用Prony算法对系统动态特性曲线进行拟合，可以直接估计出频率、相位、振幅和衰减因子，并根据Prony分解结果对割集进行能量计算； (12)利用发电机组的有功、电压、频率通过积分求和的方式获得发电机组的力矩； (13)展示结果曲线和表格。
7.如权利要求6扰动源定位方法，其特征在于，所述步骤(2)中，解析BPA文本数据，从BPA数据中获取厂站信息，再根据厂站信息获取线路和发电机组的功率、频率、电压、电流数据信息，形成定位算法需要 的数据模型。
8.如权利要求6扰动源定位方法，其特征在于，所述步骤(3)中，根据从BPA数据中获取的厂站信息、线路和发电机组信息，进行割集配置并生成割集配置关系。
9.如权利要求6扰动源定位方法，其特征在于，所述步骤(11)中，根据割集组配置的线路和发电机信息，进行Prony分析，得出割集能量和力矩积分；并确定扰动机组。
10.如权利要求6扰动源定位方法，其特征在于，所述步骤(12)中，根据计算得到的发电机组力矩，按照力矩大小进行排序，最终确定扰动机组。
【文档编号】G01R31/08GK103760466SQ201410036301
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】施秀萍, 陈波, 范新桥, 张文朝, 李波, 赵恩东 申请人:国家电网公司, 南京南瑞集团公司