输电线路信息采集和预警装置及方法与流程

本发明涉及输电电网领域，尤其涉及一种输电线路信息采集和预警装置及方法。

背景技术：

1、输电线路是输电电网的重要电力设施，在结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路，其中，设置在相邻两个输电铁塔之间的架空输电线路最为常见。输电线路电压崩溃是由电压恶性下降造成的电力系统严重事故，电力系统正常运行时，电源的无功功率输出与负荷的无功功率消耗及网络无功损耗相平衡，若电源或无功功率补偿容量发生缺额时，负荷端电压被迫降低，当电压降低到某个临界值后,电压值持续不断地下降而不能恢复,即为电压崩溃。

2、示例地，中国发明专利公开文本cn103309312 a提出的一种基于多信息源的电压安全预警及防控系统，所述系统包括人机界面子系统、系统管理与维护子系统、数据通信子系统、动态数据处理子系统、在线并行计算子系统、在线电压安全评估子系统以及在线预防与控制子系统；本发明把全过程动态仿真工具实现在线应用，同时与静态电压稳定分析、暂态电压稳定分析相结合，并考虑基于响应的电压稳定性分析，把对预想事故的时间尺度和仿真分析深度进行扩展。根据在线电压安全全过程评估的结果，对于可能出现的电压失稳问题提前给出预警，对电压安全稳定裕度不足的运行方式，给出迅速、有效的预防性控制措施或优化策略，实现在线电压稳定预防控制和紧急控制，避免电网电压崩溃引起大停电事故。

3、示例地，中国发明专利公开文本cn115528569 a提出的一种在分布式光伏接入配电网时对电压稳定性的控制方法，所述方法包括以下步骤：s1，输入原始数据，s2，根据光伏电池板模型计算光伏发电单元输出功率，s3，进行牛拉法迭代计算，得到收敛雅可比矩阵，s4，如果判断越线则光伏电站电压不稳定，如果未越线则根据反幂法计算所述矩阵的最小模特征值，s5，如果判断最小模特征值小于预设数值，则光伏电站电压为稳定，并得到电压稳定裕度，则能够计算出光伏电站内各光伏发电单元参与因子。本发明在光照强度最大时电压稳定性最弱，光伏电站工作在滞后功率因数时发出无功功率能提高电压稳定性，电网阻抗及站内集电线路阻抗宜选取电抗值较小的线路以提高电压稳定性。

4、但是，上述现有技术中只能测量和获取实时的输电线路参数，例如，只能获得输电线路的当前时刻的电压波动幅值，无法对输电电网中的每一段输电线路预测未来时刻是否存在电压崩溃的风险，导致输电电网的管理方在面对未来可能存在的电压崩溃事故缺乏充足的应对时间，进而使得整个输电电网的安全性能大幅度下降。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种输电线路信息采集和预警装置及方法，能够针对输电电网中的每一段输电线路，根据所述输电线路的各项线路数据以及所述输电线路的过往多个时刻的电压波动幅值采用定制的智能预测模型完成对所述输电线路的未来时刻的电压波动幅值的可靠判断，从而为每一输电线路未来时刻的电压崩溃提前预警以及提前安全措施应对提供关键数据。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种输电线路信息采集和预警装置，所述装置包括：

3、计时服务器件，设置在被监控的当前输电线路下方的控制箱体内，用于为其连接的各个器件提供计时服务，所述当前输电线路位于两个相邻的输电铁塔之间；

4、电压测量器件，与所述计时服务器件连接，用于获取下一时刻之前固定数量的多个时刻所述当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值，所述下一时刻之前固定数量的多个时刻包括当前时刻，在时间轴上所述下一时刻距离最近的前一时刻为所述当前时刻；

5、线路分析器件，设置在所述控制箱体内，用于获取所述当前输电线路的输送额定频率、线路长度、架设高度、总装机容量以及线路截面面积，并作为所述当前输电线路的多项线路信息输出；

6、内容采集机构，分别与所述电压测量器件以及所述线路分析器件连接，用于根据所述当前输电线路的多项线路信息以及所述多个电压波动幅值采用智能预测模型解析所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值；

7、崩溃预警机构，与所述内容采集机构连接，用于在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值大于等于设定幅值限量时，发出电压崩溃预警信号；

8、其中，所述崩溃预警机构用于在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值小于所述设定幅值限量时，发出电压输送稳定信号；

9、其中，获取下一时刻之前固定数量的多个时刻所述当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值包括：所述固定数量的取值与所述当前输电线路的线路截面面积正向关联。

10、根据本发明的第二方面，提供了一种输电线路信息采集和预警装置，所述装置包括存储器以及一个或多个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被配置成由所述一个或多个处理器执行以完成以下步骤：

11、获取下一时刻之前固定数量的多个时刻当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值，所述下一时刻之前固定数量的多个时刻包括当前时刻，在时间轴上所述下一时刻距离最近的前一时刻为所述当前时刻，所述当前输电线路位于两个相邻的输电铁塔之间；

12、获取所述当前输电线路的输送额定频率、线路长度、架设高度、总装机容量以及线路截面面积，并作为所述当前输电线路的多项线路信息输出；

13、根据所述当前输电线路的多项线路信息以及所述多个电压波动幅值采用智能预测模型解析所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值；

14、在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值大于等于设定幅值限量时，发出电压崩溃预警信号，以及在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值小于所述设定幅值限量时，发出电压输送稳定信号；

15、其中，获取下一时刻之前固定数量的多个时刻所述当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值包括：所述固定数量的取值与所述当前输电线路的线路截面面积正向关联。

16、根据本发明的第三方面，提供了一种输电线路信息采集和预警方法，所述方法包括：

17、获取下一时刻之前固定数量的多个时刻当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值，所述下一时刻之前固定数量的多个时刻包括当前时刻，在时间轴上所述下一时刻距离最近的前一时刻为所述当前时刻，所述当前输电线路位于两个相邻的输电铁塔之间；

18、获取所述当前输电线路的输送额定频率、线路长度、架设高度、总装机容量以及线路截面面积，并作为所述当前输电线路的多项线路信息输出；

19、根据所述当前输电线路的多项线路信息以及所述多个电压波动幅值采用智能预测模型解析所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值；

20、在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值大于等于设定幅值限量时，发出电压崩溃预警信号，以及在接收到的所述当前输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值小于所述设定幅值限量时，发出电压输送稳定信号；

21、其中，获取下一时刻之前固定数量的多个时刻所述当前输电线路分别对应的多个电压波动幅值包括：所述固定数量的取值与所述当前输电线路的线路截面面积正向关联。

22、相比较于现有技术，本发明至少具备以下几处关键的发明点：

23、发明点a：为每一段输电线路建立针对性结构以及针对性学习的智能预测模型，以基于输电线路的输送额定频率、线路长度、架设高度、总装机容量和线路截面面积以及输电线路过往多个时刻分别对应的多个电压波动幅值，智能预测所述输电线路未来时刻的电压波动幅值，从而为电压崩溃预警提供有效的参考信息；

24、发明点b：智能预测模型的针对性结构体现在采用的多个时刻的数量与输电线路的线路截面面积正向关联，智能预测模型的针对性学习体现在，输电线路的线路长度的数值越大，选择的学习的次数越多；

25、发明点c：在智能预测的输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值大于等于设定幅值限量时，发出电压崩溃预警信号，以及在智能预测的输电线路的下一时刻的电压波动幅值的预测数值小于所述设定幅值限量时，发出电压输送稳定信号，从而为未来时刻的输电线路电压崩溃的应对提供充足的反应时间。