圆弧;如果A U<0，将AU的绝对值进行标度变换，转换成对应不同长度的半径并在圆心右侧180° -360°范围内绘制彩色的电压半圆弧;利用该方法实现了电压偏差量A U以及测点处地理位置信息的同时显示。
[0029]本发明克服了目前显示方法只能反映一类电网状态变量的单一性和只能显示某一时刻数据的静态性的缺陷。该方法在绘制以时间为竖直坐标轴的三维坐标图时，在任一水平面上将直角坐标系和多个极坐标系重叠使用，既能显示两类状态变量在当前时刻的值又能显示该状态变量在过去10秒内的历史数据;将电网中各PMU测点处的有功功率P和功角S随时间连续变化的动态过程显示在同一图形中，能够快速直观判断电网的动态功角稳定性;将电网各PMU测点处的电压U和无功功率Q随时间连续变化的动态过程显示在另外一个图形中，能够快速直观判断电网的电压和无功的动态稳定性;将电网各PMU测点处的电压偏差量A U随时间连续变化的动态过程显示在第三个图形中，能够快速直观判断电网中的电压振荡的动态特征；利用该方法可以直观显示电网中各PMU测点处多状态变量的连续变化趋势，能够快速直观反映扰动对电网所产生影响的动态过程。
[0030]下面结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。
[0031]图1是包含简化电网结构图和测点位置信息的电网三维坐标原理图，包括一个竖直的时间坐标轴、表示电网地理平面结构和电网中各PMU测点地理位置的XY直角坐标系，在顶部用细实线绘制当前时刻t的简化电网结构图和电网中各PMU测点的位置，例如:两台发电机Gl和G2，两个PMU测点Cl和C2，两条线路的中间点Lml和Lm2，线路末端的负荷P，Q ；在底部用虚线绘制当前时刻前1秒t-10时刻的简化电网结构图和电网中各PMU测点的位置。
[0032]参看图2，为了绘制电网有功功率P和功角δ状态变量的三维动态图，在图1的三维坐标系中，以有功功率Pl对应的长度值为半径、以功角δ?为圆弧对应的弧心角度绘制具有一定弧长的彩色曲线圆弧。具体做法是:1)将测点Cl处的有功功率Pl进行标度转换，PI*lcm/Pn，其中Pn是电网额定有功功率，该时刻的有功功率Pl即被转换为单位为厘米的对应长度值;2)如果测点Cl处功角δ?的数值范围是:0° <51 < 180°，则功角δ?在图2中对应的角度是:从0°开始顺时针旋转到该角度值的位置;如果功角δ?是负值，g卩:-180° <δ1<0°，则功角δ?对应的角度是:从0°开始逆时针旋转到该角度值的位置;其中，从圆心Cl点垂直向下为起始0°的位置。
[0033]在绘制电网有功功率P和功角δ状态变量的三维动态图时，如果线路电流超过了设定门槛值，则按图3所示的方式进行显示。在线路中间点Lml处以超过设定门槛值的线路电流ipl所对应的长度沿线路方向绘制彩色线段，表示该时刻线路上的过载电流。具体做法是:如果线路LI中的电流il大于线路LI中的设定的门槛值电流inl，则:ipl = (il-1nl)*10cm/ini，即将超过设定门槛值的线路I中的电流转换为单位为厘米的长度值，并用彩色线段显示;如果线路LI中的电流il小于线路LI中的设定的门槛值电流inl，则不显示线路I中的该电流。
[0034]参看图4，为了绘制另外的电网电压U和无功功率Q状态变量的三维动态图，在图1的三维坐标系中，以电压Ul对应的长度值为半径、以无功功率Ql/Qn(其中Qn是电网额定无功功率)对应的弧心角度绘制的一段彩色曲线圆弧。具体做法是:I)将测点Cl处的电压Ul进行标度转换，Ul*lcm/Un，其中Un是电网额定电压，该时刻的电压Ul即被转换为单位为厘米的对应长度值;2)将测点Cl处的无功功率Ql进行标度转换，Ql*90°/Qn，如果测点Cl处的无功功率Ql大于零，则测点Cl处无功功率Ql在图4中对应的角度是:从O。开始顺时针旋转到该角度值的位置;如果无功功率Ql是负值，则测点Cl处无功功率Ql对应的角度是:从0°开始逆时针旋转到该角度值的位置。
[0035]参看图5，为了绘制第三个电网电压偏差量AU的三维动态图，在图1的三维坐标系中，以电压偏差量A U = U-Un的绝对值对应的长度值为半径、根据△ U的值为正或为负分别在圆心左侧或右侧绘制彩色半圆弧。具体做法是:I)将测点Cl处的电压偏差量AUl的绝对值进行标度转换，I八1]1|*1?11/(1]11*0.05)，其中1]11是电网额定电压，该时刻的电压偏差量八U的绝对值I AUl I即被转换为单位为厘米的对应长度值;2)如果测点Cl处的电压偏差量△Ul大于零，则在测点Cl处左侧0°-180°范围内绘制半径与I AUl I相对应的彩色半圆弧;3)如果电压偏差量Δ Ul是负值，则在测点Cl处右侧180° -360°范围内绘制半径与I Δ Ul |相对应的彩色半圆弧。
[0036]以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的核心技术内，所能轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电网多状态变量的三维动态显示方法，其特征是，所述方法首先以电网所在地理位置的经度、维度和信号采集时间为坐标轴建立三维直角坐标系，然后利用电网相量测量单元实时采集的电网中每个测点的监测数据，在坐标系中绘制分别与各测点相对应的多个带有轴向缺口的变径柱状曲面，柱状曲面中心轴线上各点的经维度为对应测点的经维度，柱状曲面被时刻为V的平面所截，得到的圆弧曲线的半径和弧心角度分别与对应测点的两个状态变量在V时刻的数值成正比。2.根据权利要求1所述的一种电网多状态变量的三维动态显示方法，其特征是，所述变径柱状曲面的顶端对应当前时刻t，变径柱状曲面的底端对应当前时刻前η秒，即时刻t-n。3.根据权利要求1或2所述的一种电网多状态变量的三维动态显示方法，其特征是，所述三维直角坐标系建立三个，第一个坐标系利用各测点的有功功率P和功角S绘制变径柱状曲面，第二个坐标系将无功功率Q乘以90°除以额定无功功率Qn转换为圆弧对应的弧心角度并利用各测点的无功功率Q和电压U绘制变径柱状曲面，第三个坐标系将各测点的电压偏差量△ U的绝对值转换成对应的圆弧半径并绘制变径柱状曲面。4.根据权利要求3所述的一种电网多状态变量的三维动态显示方法，其特征是，在利用各测点的有功功率P和功角S绘制变径柱状曲面时，如果线路电流超过了设定门槛值，则在线路中间点处以超过设定门槛值的线路电流所对应的长度沿线路方向绘制线段，表示该时刻线路上的过载电流。
【专利摘要】一种电网多状态变量的三维动态显示方法，所述方法首先以电网所在地理位置的经度、维度和信号采集时间为坐标轴建立三维直角坐标系，然后利用电网相量测量单元实时采集的电网中每个测点的监测数据，在坐标系中绘制分别与各测点相对应的多个带有轴向缺口的变径柱状曲面，柱状曲面中心轴线上各点的经维度为对应测点的经维度，柱状曲面被时刻为的平面所截，得到的圆弧线的半径和弧心角度分别与对应测点的两个状态变量在时刻的数值成正比。本发明将直角坐标系和多个极坐标系重叠使用，既能显示电网中各PMU测点的地理位置信息，又能显示各测点处两类不同状态变量随时间连续变化的动态过程，因此能够直观、全面、准确地反映电网的运行状态和变化趋势。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105548756
【申请号】CN201510937045
【发明人】董清, 陈静
【申请人】董清
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月15日