本发明属于电力控制技术领域，尤其涉及一种多功能电力控制终端及方法。
背景技术
电能的传输和变电、配电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要的能源动脉。
目前，传统的电力控制缺少良好的稳定性，抗干扰能力较弱，电力系统在受到外界扰动后，容易失去平衡，造成用户电网的断电，严重时可能造成电力系统稳定性的破坏，甚至瓦解。传统的电力控制系统缺少监控系统，无法得到实时反馈。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)传统的电力控制系统抗干扰能力较弱，可能会出现系统的瓦解，缺少监控系统。
(2)变压器铁耗和铜耗主要依据经验公式计算得到，变压器损耗模型不精确，谐波背景下变压器模型缺乏，造成无法准确计算变压器损耗。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多功能电力控制终端及方法。
本发明是这样实现的，一种多功能电力控制终端，所述多功能电力控制方法包括：
(1)终端的变压器及机组通过各线路终端与继电保护器连接，线路保护器与通信接口连接，用于保护终端设备；
所述变压器绕组通过交流电流时，计算变压器的损耗，以绕组一层的导线作为一个整体进行分析，变压器绕组半径方向为r，轴线方向为k，电流流通方向为φ，建立坐标系，ik、iφ、ir分别为方向k、φ、r的电流，h-、h+分别为绕组中某一层绕组内外两侧的磁场强度，绕组内部的圆导线中流过的电流为i(t)＝iejωt，导线的电场强度e以及磁场强度h在柱坐标中满足关系：
其中，γ、μ分别为铜导线的电导率和磁导率；ω为角频率；磁场强度和电场强度均为绕组上任意一点距绕组轴线距离r的函数，解贝塞尔函数方程得到：
h(r)＝c1j0(mr)+c2k0(mr)
e(r)＝-m/γ×[c1j1(mr)-c2k1(mr)]；
其中，j0、j1为第一类贝塞尔函数；k0、k1为第二类贝塞尔函数；
其中，w为绕组宽度；n为每层绕组所包含的线圈匝数；dn为第n层绕组厚度；rn为第n层绕组与绕组轴线间的距离；利用泰勒展开式得第n层绕组的损耗为：
(2)通信接口将各地终端的变压器及机组的实时状态信息发送至监控器，监控器周期性的对各状态信息进行更新，并发送至故障诊断判别器；
(3)故障诊断判别器实时诊断各终端是否发生故障，并反馈给控制器，判断整个系统是否处于动态稳定状态；当系统收到干扰发生震荡时，控制器触发恢复控制器，通过采用送端减出力、提电压、解列震源、受端加出力措施减少因干扰所引发的震荡；
所述故障诊断判别器将直流线路等效为逆变侧母线的有功功率和整流侧母线的有功负荷；当直流线路功率可控时，将形成一对优化变量；调度环节的优化变量组成的向量x为：
x＝[xg1，…，xgm，xd1，…，xdn，xf1，…，xfr，xt1，…，xtr]；
式中：xgi为发电机i的有功出力；xdi为负荷i消耗的有功功率；xfi为直流线路i整流侧有功功率；xti为直流线路i逆变侧有功功率；m为发电机总数；n为负荷总数；r为直流线路总数：优化的模型如下：
s.t.ax＝0
xf＝xt
cx＞0
xgmin≤xg≤xgmax
0≤xd≤xdmax
pdcmin≤xf≤pdcmax
-plmax≤pl≤plmax；
式中：xf为直流线路整流侧有功功率向量；xt为直流线路逆变侧有功功率向量；xg为发电机有功出力向量；xgmax和xgmin分别为发电机有功出力最大、最小值向量；xd为负荷消耗有功功率向量；xdmax为负荷消耗有功功率最大值向量；pdcmax和pdcmin分别为直流线路传输有功功率最大、最小值向量；pl为交流线路的传输有功功率向量；plmax为交流线路传输有功功率最大值向量；
当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、负荷节点时，a中元素aij分别取值为1和－，否则为0；当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、直流功率送出端时，c中元素cij分别取值为1和－1，否则为0；
pl＝bfa(baa)-1x；
式中：baa为去掉相位参考节点后以支路串联电抗建立的节点导纳矩阵；bfa为相应的节点支路导纳矩阵；
(4)控制器与显示器连接，显示器将显示各个终端的数据信息。
进一步，所述显示器的图像分隔方法包括：
(1)初始化参数θ，记为
(2)采用参数
利用式
式中，tj为随机采样器访问lj的总次数；
(3)利用得到的标号场l的mpm估计，分别带入式
(4)返回(2)，直到达到总的循环次数或者参数θ收敛到稳定值。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述多功能电力控制方法的多功能电力控制终端，所述多功能电力控制终端设置有控制器，控制器通过线路与通信接口以及显示器连接；控制器还分别与故障诊断判别器负反馈连接，与恢复控制器正反馈连接；监控器通过连接线，连接在通信接口与故障诊断判别器之间；通信接口通过继电保护器与各个线路终端连接，线路终端再与各个终端的变压器以及机组连接，从容形成闭环的回路。
进一步，所述通信接口，具有2mbps高速数字通信功能，实现了控制端与终端快速而又可靠地远距离通信，使终端与控制端周期性的交换命令。
进一步，所述显示器，用于显示各种传输过来的命令数据，显示并记录终端的实时监控信息。
进一步，所述恢复控制器，用于系统发生震荡干扰时，回复稳态用；采用送端减出力、提电压、解列震源、受端加出力措施。
本发明的优点及积极效果为：该多功能电力控制终端监控器、故障诊断判别器及恢复控制器动态监控及控制各终端的干扰震荡，防止终端因干扰震荡发生无故障跳闸事件，增强了系统的抗干扰稳定性，防止系统被破坏，并可及时将信息反馈到控制端，让控制方实时了解情况。本发明以变压器绕组层为单位，从电磁场角度分析了交流场中绕组的集肤效应以及邻近效应对绕组电阻的影响，从损耗机理出发确定谐波背景下变压器损耗的计算方法，建立了变压器谐波损耗分析模型，并对实际变压器进行了谐波损耗定量计算。本发明助于指导谐波背景下变压器相关计算分析工作，也可为变压器优化设计、安全运行等提供理论和数据支持。本发明短路故障发生后，纯直流互联方式系统中的直流线路更容易发生闭锁，而在相应位置进行替代的交流线却不易因过载而断开。由于纯直流的互联方式对直流系统的传输能力依赖性较高，一旦直流系统闭锁停止功率传输，会使得系统内功率严重不平衡，令情况进一步恶化诱发停电事故，因而停电风险较高。而对于纯交流互联方式系统，由于交流联络线不易因为其他线路的短路故障而失去传输能力，对故障的抵抗能力较强，因此停电风险较小。本发明利用voronoi划分技术将图像域划分为子区域，并以此建立考虑邻域、区域以及全局像素关系的图像模型；再将模型利用em/map算法来迭代求解。实验结果表明，该算法能自适应地、有效地分割图像，并具有较高的正确分类率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多功能电力控制终端的结构示意图；
图中：1、显示器；2、故障诊断判别器；3、控制器；4、恢复控制器；5、监控器；6、通信接口；7、继电保护器；8、变压器；9、线路终端；10、机组；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的多功能电力控制终端包括：显示器1、故障诊断判别器2、控制器3、恢复控制器4、监控器5、通信接口6、继电保护器7、变压器8、线路终端9、机组10。
控制器3通过线路与通信接口6以及显示器1连接。控制器3还分别与故障诊断判别器2负反馈连接，与恢复控制器4正反馈连接。监控器5通过连接线，连接在通信接口6与故障诊断判别器2之间。通信接口6通过继电保护器7与各个线路终端9连接，线路终端9再与各个终端的变压器8以及机组10连接，从容形成闭环的回路。
本发明实施例提供的多功能电力控制方法包括：
(1)终端的变压器及机组通过各线路终端与继电保护器连接，线路保护器与通信接口连接，用于保护终端设备；
所述变压器绕组通过交流电流时，计算变压器的损耗，以绕组一层的导线作为一个整体进行分析，变压器绕组半径方向为r，轴线方向为k，电流流通方向为φ，建立坐标系，ik、iφ、ir分别为方向k、φ、r的电流，h-、h+分别为绕组中某一层绕组内外两侧的磁场强度，绕组内部的圆导线中流过的电流为i(t)＝iejωt，导线的电场强度e以及磁场强度h在柱坐标中满足关系：
其中，γ、μ分别为铜导线的电导率和磁导率；ω为角频率；磁场强度和电场强度均为绕组上任意一点距绕组轴线距离r的函数，解贝塞尔函数方程得到：
h(r)＝c1j0(mr)+c2k0(mr)
e(r)＝-m/γ×[c1j1(mr)-c2k1(mr)]；
其中，j0、j1为第一类贝塞尔函数；k0、k1为第二类贝塞尔函数；
其中，w为绕组宽度；n为每层绕组所包含的线圈匝数；dn为第n层绕组厚度；rn为第n层绕组与绕组轴线间的距离；利用泰勒展开式得第n层绕组的损耗为：
(2)通信接口将各地终端的变压器及机组的实时状态信息发送至监控器，监控器周期性的对各状态信息进行更新，并发送至故障诊断判别器；
(3)故障诊断判别器实时诊断各终端是否发生故障，并反馈给控制器，判断整个系统是否处于动态稳定状态；当系统收到干扰发生震荡时，控制器触发恢复控制器，通过采用送端减出力、提电压、解列震源、受端加出力措施减少因干扰所引发的震荡；
所述故障诊断判别器将直流线路等效为逆变侧母线的有功功率和整流侧母线的有功负荷；当直流线路功率可控时，将形成一对优化变量；调度环节的优化变量组成的向量x为：
x＝[xg1，…，xgm，xd1，…，xdn，xf1，…，xfr，xt1，…，xtr]；
式中：xgi为发电机i的有功出力；xdi为负荷i消耗的有功功率；xfi为直流线路i整流侧有功功率；xti为直流线路i逆变侧有功功率；m为发电机总数；n为负荷总数；r为直流线路总数：优化的模型如下：
s.t.ax＝0
xf＝xt
cx＞0
xgmin≤xg≤xgmax
0≤xd≤xdmax
pdcmin≤xf≤pdcmax
-plmax≤pl≤plmax；
式中：xf为直流线路整流侧有功功率向量；xt为直流线路逆变侧有功功率向量；xg为发电机有功出力向量；xgmax和xgmin分别为发电机有功出力最大、最小值向量；xd为负荷消耗有功功率向量；xdmax为负荷消耗有功功率最大值向量；pdcmax和pdcmin分别为直流线路传输有功功率最大、最小值向量；pl为交流线路的传输有功功率向量；plmax为交流线路传输有功功率最大值向量；
当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、负荷节点时，a中元素aij分别取值为1和－，否则为0；当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、直流功率送出端时，c中元素cij分别取值为1和－1，否则为0；
pl＝bfa(baa)-1x；
式中：baa为去掉相位参考节点后以支路串联电抗建立的节点导纳矩阵；bfa为相应的节点支路导纳矩阵；
(4)控制器与显示器连接，显示器将显示各个终端的数据信息。
进一步，所述显示器的图像分隔方法包括：
(1)初始化参数θ，记为
(2)采用参数
利用式
式中，tj为随机采样器访问lj的总次数；
(3)利用得到的标号场l的mpm估计，分别带入式
(4)返回(2)，直到达到总的循环次数或者参数θ收敛到稳定值。
本发明的工作原理是：工作时，各终端的变压器8及机组10通过各线路终端9与继电保护器7连接，线路保护器7与通信接口6连接，用于保护终端设备，防止电网系统因故障造成的设备仪器破坏。通信接口6将各地终端的变压器8及机组10的实时状态信息发送至监控器5里，监控器5周期性的对各状态信息进行更新，并发送至故障诊断判别器2里。故障诊断判别器2实时诊断各终端是否发生故障，并负反馈给控制器3，判断整个系统是否处于动态稳定状态。当系统收到干扰发生震荡时，控制器3触发恢复控制器4，通过采用送端减出力、提电压、解列震源、受端加出力等措施减少因干扰所引发的震荡，保证终端的变压器及机组正常运行，无跳闸事故发生，确保系统震荡时不会误判从而导致无故障跳闸。控制器3与显示器1连接，显示器1将显示各个终端的数据信息，达到人机交互的目的。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。