专利名称：基于scada数据实时监测电力系统功率振荡的方法
基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法技术领域
本发明是一种基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，属于基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法的创新技术。
背景技术：
在电力系统中，发电机经输电线路并列运行供电时，在某些运行状态下可能出现发电机转子之间的持续振荡，同时引起母线电压和输电线路上功率发生相应的振荡，影响了功率的正常输送，严重时电力系统将会发生失去同步直至崩溃的严重后果。由于这种持续振荡的频率很低，一般在0.1 2.5Hz之间，通常称之为低频振荡，由于直接起因涉及到同步发电机转子间的摇摆，且表现为电气功率的波动，故又称为机电振荡或功率振荡。
功率振荡严重威胁电网的稳定和安全，如何在运行中对振荡的产生进行实时监视具有重大意义。以前的解决方案是利用广域测量技术，也就是使用PMU (phasormeasurement unit,相量测量单元)数据进行在线动态安全分析,例如:使用Prony算法直接计算出电力系统低频振荡信号的频率、幅值、初相位和衰减等振荡特征，进而判断系统是否正在发生低频振荡。
使用PMU数据监测电力系统功率振荡在实际应用中存在以下几个问题和不足: I) PMU布点有限，监测范围不全 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,即数据采集与监视控制)系统，通过安装在发电厂或变电站的一种远动装置RTU (Remote Terminal Unit,远程终端装置)采集电网数据，是当前所有电力调度的实时监视系统即EMS (Energy Management System,能量管理系统)系统所采用的数据采集架构。所以，SCADA数据覆盖EMS系统接入的所有厂站。
与RTU相反，PMU并不是厂站建设的常规采集装置，是需要专门部署，一般只部署在稳定问题比较突出的厂站，近期国内电力系统虽然加大投资，接入了大量PMU装置，但PMU布点有限，监测范围不全的问题仍然非常突出。
2)维护不到位，数据准确率不高 由于PMU是远端数据采集的附加设备，对电网实时运行影响不大，站端的运行人员重视程度较低，而且对装置的理解不够和操作存在偏差，往往会引起数据的问题。
主站端往往通过建设专门的WAMS (Wide Area Measurement System,广域监测系统)系统来接入PMU数据，与EMS系统难以集成，而且这些系统通常缺乏专业人员，维护难以到位。
3)技术复杂，实用化难度大 PMU需要部署装置在站端，与厂站的一次设备连接方可获得采集量，还需建立专门的通道与主站系统连接，相当于重新部署一套完整的数据采集架构，而且主站还需要建设专用的WAMS系统对数据进行处理和分析，技术非常复杂。
主站系统的应用分析采用较为复杂的算法，当前研究低频振荡的分析研究非常多，但是都必须以数据的完整性和准确性为基础，但正因为这方面的缺失导致各种算法理论最终无法正确运行，再加上系统在用户体验及集成方面存在问题，往往难以实用化。
4)实施成本过高 广域监测系统需要重新搭建数据采集架构，厂站需要专门部署PMU装置，主站系统应用复杂，必然导致实施成本大大增加。发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种提高数据准确率，提高实用化水平，并大大节省投资的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法。
本发明的技术方案是:本发明的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，包括有如下步骤: 1)调用EMS系统的实时库接口，获得电力设备的有功值； 2)调用振荡特征迭代函数，在前一状态的基础上输入新的数据，对某个电网设备有功来回摆动的特征量进行计算，与预先设置的定值进行比较后返回设备的状态； 3)检验本端的对端设备是否也同时被标识为振荡状态，如果是，则认为电力系统正在发生功率振荡； 4)如果系统发生功率振荡，调用EMS系统的告警接口，发出告警。
上述步骤I)所述的电力设备包括输电线路、发电机组、变压器。
上述步骤2)中所述的振荡特征迭代函数是一个状态迭代函数。
上述步骤2)中所述的设备状态包括:振荡开始、正在振荡、振荡结束、正常。
上述步骤3)中的检验旨在排除个别数据采集问题引起的误判。
上述步骤4)中，如果系统发生功率振荡，调用EMS系统的告警接口，发出语音、短Ir I=I _ ο
上述步骤4)中，告警时，上重要告警窗，调取数据库接口，写入告警记录及相关事件记录，用于分析事件的曲线。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果: I)本发明使用SCADA数据，开发实现电力系统功率振荡的实时监测功能，解决WAMS系统监测范围不全、数据准确率不高的问题。
2)本发明直接在EMS系统上开发实现功率振荡的实时监测功能，不需要部署专用的数据采集装置相量测量单元(PMU)及广域测量系统(WAMS)，即可以实现电力系统功率振荡实时监测，简化技术实现，提高实用化水平，并节省大量投资。
3)本发明使用状态迭代函数的方式，只需要使用设备功率当前值即可计算出设备功率状态，不需要保存和处理一个时间窗口的数据，解决了以往大规模数据保存和扫描方案存在的问题。
4)本发明只使用了最常规的RTU/SCADA数据，覆盖了电力调度机构的电网监视范围，把功率振荡监测范围扩展到最大，消除了 PMU装置布点不全带来的盲点。
5)本发明技术实现简单实用，可以直接在EMS系统上开发应用，改造工作量非常小，加上EMS系统及其数据维护普遍比较到位，所以该技术更易于实用化。
本发明是一种方便实用的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法。
图1为本发明振荡特征迭代函数流程图； 图2为本发明基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法的实现示意图。
具体实施方式
下面是本发明的一个优选实施例，本发明的特征、目的和优点可以从实施例的说明和附图中看出。
1、本方法披露了一种振荡特征迭代函数，说明如下: 图1是振荡特征迭代函数流程图，该特征函数是一个状态迭代函数，在前一状态的基础上输入新的数据，对某个电网设备有功来回摆动的特征量进行计算，与预先设置的定值进行比较后返回设备的状态。
函数的输入:(Pk，tk)，其中Pk是设备的有功值，tk是量测采集的时间。
判断当前数值是否极值点，
权利要求
1.一种基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于包括有如下步骤: 1)调用EMS系统的实时库接口，获得电力设备的有功值； 2)调用振荡特征迭代函数，在前一状态的基础上输入新的数据，对某个电网设备有功来回摆动的特征量进行计算，与预先设置的定值进行比较后返回设备的状态； 3)检验本端的对端设备是否也同时被标识为振荡状态，如果是，则认为电力系统正在发生功率振荡； 4)如果系统发生功率振荡，调用EMS系统的告警接口，发出告警。
2.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤I)所述的电力设备包括输电线路、发电机组、变压器。
3.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤2)中所述的振荡特征迭代函数是一个状态迭代函数。
4.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤2)中所述的设备状态包括:振荡开始、正在振荡、振荡结束、正常。
5.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤3)中的检验旨在排除个别数据采集问题引起的误判。
6.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤4)中，如果系统发生功率振荡，调用EMS系统的告警接口，发出语音、短信告m目O
7.根据权利要求1所述的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法，其特征在于上述步骤4)中，告警时，上重要告警窗，调取数据库接口，写入告警记录及相关事件记录，用于分析事件的曲线。
全文摘要
本发明是一种基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法。包括有如下步骤1)调用EMS系统的实时库接口，获得电力设备的有功值；2)调用振荡特征迭代函数，在前一状态的基础上输入新的数据，对某个电网设备有功来回摆动的特征量进行计算，与预先设置的定值进行比较后返回设备的状态；3)检验本端的对端设备是否也同时被标识为振荡状态，如果是，则认为电力系统正在发生功率振荡；4)如果系统发生功率振荡，调用EMS系统的告警接口，发出告警。本发明提高数据准确率，提高实用化水平，并大大节省投资。是一种方便实用的基于SCADA数据实时监测电力系统功率振荡的方法。
文档编号H02J3/00GK103178520SQ201310070909
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者梁寿愚, 陈刚, 李矛, 李鹏 申请人:中国南方电网有限责任公司