專利名稱:地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及的是一種用于電力技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng),具體是一種地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著SCADA(數(shù)據(jù)采集與控制)系統(tǒng)日漸完善、成熟,遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的不斷提高,遙控的更加可靠,以及狀態(tài)估計(jì)模塊對(duì)電網(wǎng)量測(cè)在線監(jiān)視的實(shí)現(xiàn),使得基于SCADA系統(tǒng)的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱AVC系統(tǒng),下同)得以實(shí)現(xiàn)。AVC系統(tǒng)通過監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷變化,在保證母線電壓合格的條件下進(jìn)行無(wú)功電壓優(yōu)化計(jì)算,并結(jié)合調(diào)度員的專家經(jīng)驗(yàn)給出完備的控制策略,通過改變電網(wǎng)中可控?zé)o功電源的出力,無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切,變壓器分接頭的調(diào)整來滿足安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件,提高電壓質(zhì)量,降低網(wǎng)損。AVC系統(tǒng)可計(jì)算出在當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷水平下,滿足安全運(yùn)行條件且使網(wǎng)損最小時(shí),全網(wǎng)各有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置,各并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切狀態(tài)。但是,隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模增長(zhǎng)很快,電力用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高。在這種形式下,僅僅依靠傳統(tǒng)的人工操作方式,由操作員根據(jù)SCADA系統(tǒng)上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并遵照電壓無(wú)功的調(diào)整原則,采取手動(dòng)方式下達(dá)命令調(diào)整有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切,已經(jīng)不能滿足實(shí)際運(yùn)行的需要。也難以實(shí)現(xiàn)在滿足系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、母線電壓合格的條件下,盡可能的降低網(wǎng)損和運(yùn)行成本。此外,隨著電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的越來越復(fù)雜,根據(jù)就地信息的控制方式不能體現(xiàn)無(wú)功電壓控制的全局最優(yōu)性。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?0112093. X)公開了一種區(qū)域電力網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),主要由數(shù)據(jù)采集、中央處理、操作控制組成,根據(jù)區(qū)域電力網(wǎng)各變電所電壓情況,決定是調(diào)節(jié)本變電所主變分接頭還是上級(jí)變電所主變分接頭, 并通過預(yù)算電容、電抗投切后電壓值,避免了投切振蕩。其不足之處體現(xiàn)在上述方式基本上還屬于無(wú)功就地補(bǔ)償?shù)姆绞?,并沒有實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)無(wú)功功率的橫向和縱向配合。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供一種地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),使其采用圖模一體化技術(shù)和分區(qū)協(xié)調(diào)管理模式并具有NT-UINX跨平臺(tái)操作功能,從而利用UNIX系統(tǒng)安全性好和NT系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可以大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、通訊模塊、分析計(jì)算模塊、圖形顯示模塊、報(bào)表管理模塊、系統(tǒng)管理模塊。其中所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存整個(gè)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù),并提供共享機(jī)制,與通訊模塊、分析計(jì)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;所述的通訊模塊是整個(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié),將系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)在各個(gè)模塊之間進(jìn)行傳輸,因此,通訊模塊與其他的所有模塊都有接口 ;所述的分析計(jì)算模塊形成無(wú)功電壓控制策略,通過通訊模塊接收數(shù)據(jù)并下發(fā)控制結(jié)果,同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù);所述的圖形顯示模塊顯示電網(wǎng)接線圖以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是通過通訊模塊轉(zhuǎn)發(fā)過來的;所述的報(bào)表管理模塊形成無(wú)功電壓管理所需要的各種報(bào)表,與通訊模塊進(jìn)行接口、交換數(shù)據(jù);所述的系統(tǒng)管理模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理,同樣與通訊模塊進(jìn)行接口。本發(fā)明上述通訊模塊接收由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過來的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),送到計(jì)算分析模塊,同時(shí)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中,分析計(jì)算模塊對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,形成無(wú)功電壓控制策略,再通過通訊模塊下發(fā),同時(shí)通過通訊模塊傳送到圖形顯示模塊顯示計(jì)算分析以及控制的結(jié)果,報(bào)表管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)控制結(jié)果的查詢、顯示和打印,系統(tǒng)管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理。所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)的接口。 商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)0RACLE(甲骨文公司商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品)以及標(biāo)準(zhǔn)的 OCI (ORACLE調(diào)用接口)接口,位于服務(wù)器上,存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)計(jì)算、分析和管理所需要的信息,這些信息包括設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)、控制結(jié)果數(shù)據(jù);實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用基于文件映射內(nèi)存的共享方式,位于服務(wù)器上,主要保存用于計(jì)算分析的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù);本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)位于工作站上,為圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)提供暫時(shí)的存儲(chǔ)空間,本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)的AD0(有效數(shù)據(jù)對(duì)象)數(shù)據(jù)庫(kù)接所述的通訊模塊包括與SCADA系統(tǒng)通訊的子模塊、工作站與服務(wù)器之間通訊的子模塊。SCADA系統(tǒng)通訊的子模塊與SCADA系統(tǒng)接口采用SOCKET(套接字)技術(shù)實(shí)現(xiàn),將SCADA 系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,變成系統(tǒng)分析、計(jì)算和顯示所需要的數(shù)據(jù);工作站與服務(wù)器之間通訊的子模塊的通訊同樣采用SOCKET技術(shù),將分析、計(jì)算和顯示所需要的數(shù)據(jù)由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給工作站,同時(shí)將設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)已經(jīng)自動(dòng)生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)傳回服務(wù)器保存。所述的分析計(jì)算模塊包括狀態(tài)估計(jì)子模塊、負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊、拓?fù)浞治鲎幽K、無(wú)功優(yōu)化子模塊,數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)送入狀態(tài)估計(jì)子模塊,狀態(tài)估計(jì)子模塊實(shí)現(xiàn)誤數(shù)據(jù)的清理和電氣設(shè)備參數(shù)的估計(jì),保證計(jì)算所需要數(shù)據(jù)的精度,狀態(tài)估計(jì)子模塊的輸出分別傳送至負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊和拓?fù)浞治鲎幽K,負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊實(shí)現(xiàn)短期負(fù)荷分布預(yù)測(cè), 采用線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),預(yù)測(cè)的結(jié)果是返回未來一天內(nèi)負(fù)荷的高峰、低谷和平均時(shí)段以及取值,作為電容器組投切的依據(jù);拓?fù)浞治鲎幽K實(shí)現(xiàn)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)著色,并將不帶電的部分去掉,形成計(jì)算分析所需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù);負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊和拓?fù)浞治鲎幽K處理后的數(shù)據(jù)輸出到無(wú)功優(yōu)化子模塊,無(wú)功優(yōu)化子模塊根據(jù)得到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電容器組的優(yōu)化投切,并形成優(yōu)化投切策略。分析計(jì)算模塊還可以包括專家系統(tǒng)子模塊,專家系統(tǒng)子模塊作為無(wú)功優(yōu)化模塊的備用技術(shù),與無(wú)功優(yōu)化子模塊通過接口連接。當(dāng)無(wú)功優(yōu)化子模塊優(yōu)化失敗后調(diào)用專家系統(tǒng)子模塊,形成電容器組的投切策略及變壓器分接頭的調(diào)整策略。所述的圖形顯示模塊是整個(gè)系統(tǒng)人機(jī)交換的接口,顯示整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的原理接線圖,具備放大、縮小、漫游等基本功能,并可以進(jìn)行電氣設(shè)備的查詢和定位,同時(shí)也是設(shè)備屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)錄入的窗口。所述的報(bào)表管理模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)功電壓自動(dòng)控制結(jié)果的查詢、顯示和打印,具備與 EXCEL文件的接口,可以讀和寫EXCEL文件。所述的系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置管理、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、系統(tǒng)控制參數(shù)管理、圖形報(bào)表管理、提供表格、曲線、棒圖、餅圖及組合圖的制作維護(hù)工具等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)模塊是本發(fā)明系統(tǒng)的底層模塊,主要與通訊模塊關(guān)系緊密,其中商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)從通訊模塊的與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊接收實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、而通過工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊與工作站進(jìn)行設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)、 控制結(jié)果數(shù)據(jù)的交互;分析計(jì)算模塊通過通訊模塊的與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),將所形成的控制策略再通過此模塊下發(fā),而將分析計(jì)算和控制的結(jié)果通過工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊傳至工作站;圖形顯示模塊通過工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊獲取要顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行顯示;報(bào)表管理模塊和系統(tǒng)管理模塊與圖形顯示模塊基本類似,通過工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊獲取所需要的數(shù)據(jù)。由此可見,通訊模塊是本發(fā)明系統(tǒng)相互聯(lián)結(jié)的關(guān)鍵,也是其他各個(gè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的中間環(huán)節(jié);此外,分析計(jì)算模塊是本發(fā)明系統(tǒng)的重點(diǎn)模塊,因?yàn)闊o(wú)功電壓自動(dòng)控制的效果是通過該模塊體現(xiàn)出來的,較好的控制策略會(huì)得到較好的控制效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明利用SCADA系統(tǒng)上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),綜合優(yōu)化計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),通過調(diào)整有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切,實(shí)現(xiàn)在滿足系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和母線電壓合格的條件下,盡可能的降低網(wǎng)損和運(yùn)行成本。本發(fā)明整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制全過程全部自動(dòng)完成,可以大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明可以進(jìn)一步的降低網(wǎng)絡(luò)損耗、提高電壓合格率、降低調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。網(wǎng)損降低的比例大于等于5% (在原來網(wǎng)損的基礎(chǔ)上);電壓合格率提高的比例大于等于5% (在原來電壓合格率的基礎(chǔ)上)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)應(yīng)用示意2為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框4為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口示意5為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)通訊接口示意6為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)分析計(jì)算模塊處理流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示,本實(shí)施例系統(tǒng)位于調(diào)度中心或者集控中心,通過SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電容器組和變壓器分接頭的控制。
如圖2所示,本實(shí)施例應(yīng)用時(shí),采用兩臺(tái)服務(wù)器和三臺(tái)工作站,其中服務(wù)器采用 UNIX操作系統(tǒng),而工作站采用NT操作系統(tǒng)。如圖3所示,本實(shí)施例由數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、通訊模塊、分析計(jì)算模塊、圖形顯示模塊、報(bào)表管理模塊、系統(tǒng)管理等模塊組成。數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存整個(gè)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù),并提供共享機(jī)制,主要與通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,也與分析計(jì)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;通訊模塊是整個(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié),將本系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)在各個(gè)模塊之間進(jìn)行傳輸。因此,通訊模塊與其他的所有模塊都有接口 ;分析計(jì)算模塊形成無(wú)功電壓控制策略,通過通訊模塊接收數(shù)據(jù)并下發(fā)控制結(jié)果,同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù);圖形顯示模塊顯示電網(wǎng)接線圖以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是通過通訊模塊轉(zhuǎn)發(fā)過來的;報(bào)表管理模塊形成無(wú)功電壓管理所需要的各種報(bào)表,與通訊模塊進(jìn)行接口、交換數(shù)據(jù);系統(tǒng)管理模塊是對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行管理的,同樣與通訊模塊進(jìn)行接口。上述模塊分別位于采用UNIX操作系統(tǒng)的服務(wù)器和采用NT操作系統(tǒng)的工作站上。1、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊主要是存儲(chǔ)和共享本系統(tǒng)所需要的各種數(shù)據(jù),這些包括設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)、控制結(jié)果數(shù)據(jù),包括商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、 本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的接口,如圖4所示,ADO技術(shù)被使用訪問各種商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù);對(duì)于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)通過設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)進(jìn)行封裝,形成與ADO — 樣的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問接口。1)商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)位于服務(wù)器上,存儲(chǔ)所有本系統(tǒng)所需要的各種數(shù)據(jù)。如圖2所示,雙服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)相互備用,當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),馬上切換另一臺(tái)服務(wù)器;2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)同樣位于服務(wù)器上,從SCADA系統(tǒng)所接收到的遙信值與遙測(cè)值均直接寫入一個(gè)常駐內(nèi)存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。該數(shù)據(jù)庫(kù)僅保留最新時(shí)刻的數(shù)據(jù),也就是說,當(dāng)接收到新時(shí)刻的遙信值與遙測(cè)值時(shí),就將舊的數(shù)據(jù)全部清除,只保存最新時(shí)刻的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用文件映射內(nèi)存的共享方式;3)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)位于控制工作站上,同樣保存各種類型的數(shù)據(jù),只是保存的數(shù)據(jù)是一個(gè)時(shí)間斷面上的,用新的數(shù)據(jù)替換舊數(shù)據(jù)。2、通訊模塊包括與SCADA系統(tǒng)通訊和工作站與服務(wù)器之間通訊兩部分,由于是跨平臺(tái)操作,通訊接口的實(shí)現(xiàn)采用套接字(SORKET)的方式實(shí)現(xiàn)。1)與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊的上行數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接,將電網(wǎng)的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)傳至本系統(tǒng),一方面存入商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,另一方面送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中 (如圖5所示),為分析計(jì)算做準(zhǔn)備;下行數(shù)據(jù)與分析計(jì)算模塊相連接,將分析計(jì)算后所得到的控制策略通過SCADA系統(tǒng)以遙控和遙調(diào)命令下發(fā)。通訊協(xié)議以SCADA系統(tǒng)所使用協(xié)議為主;2)工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊一方面與商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù),另一方面將計(jì)算和分析的結(jié)果也送入報(bào)表管理、圖形顯示和系統(tǒng)管理模塊中;3、如圖6所示,分析計(jì)算模塊包括狀態(tài)估計(jì)、拓?fù)浞治?、?fù)荷預(yù)測(cè)、無(wú)功優(yōu)化和專家系統(tǒng)等子模塊。由SCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)經(jīng)過狀態(tài)估計(jì)之后,進(jìn)行拓?fù)浞治龊投唐谪?fù)荷分布預(yù)測(cè),在滿足電容器組投切次數(shù)要求的基礎(chǔ)上,使用梯度最優(yōu)潮流算法進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化,形成電容器組的優(yōu)化控制策略,經(jīng)過SCADA系統(tǒng)下發(fā);專家系統(tǒng)技術(shù)是優(yōu)化技術(shù)的后備技術(shù),當(dāng)優(yōu)化失敗后,啟用專家系統(tǒng)子模塊,形成電容器組的控制策略。有載調(diào)壓分接頭的調(diào)整策略也是通過專家系統(tǒng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。1)拓?fù)浞治鲎幽K根據(jù)SCADA系統(tǒng)傳輸上來的遙信數(shù)據(jù),進(jìn)行動(dòng)態(tài)拓?fù)浞治?,判斷不帶電的部分,并形成?jì)算所需要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù);2)狀態(tài)估計(jì)子模塊首先根據(jù)多點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤數(shù)據(jù)的判別和處理,然后根據(jù)線路兩端的遙測(cè)量如電流、電壓和功率,推導(dǎo)線路的參數(shù),包括電阻、電抗以及對(duì)地導(dǎo)納,最終形成計(jì)算所需要的數(shù)據(jù);3)負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊采用線性回歸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,進(jìn)行短期負(fù)荷的分布預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)的結(jié)果是提供未來一天的負(fù)荷高峰、低谷和平均的時(shí)段以及負(fù)荷預(yù)測(cè)值;4)無(wú)功優(yōu)化子模塊采取梯度最優(yōu)潮流算法,以及節(jié)點(diǎn)類型轉(zhuǎn)換和最優(yōu)步長(zhǎng)設(shè)定等技術(shù),優(yōu)化電容器組投切;5)專家系統(tǒng)子模塊用于形成規(guī)則庫(kù),規(guī)則庫(kù)分為一般規(guī)則庫(kù)和特殊規(guī)則庫(kù)兩部分,一般規(guī)則庫(kù)描述的是無(wú)功電壓控制所需要的通用規(guī)則,而特殊規(guī)則庫(kù)描述的是針對(duì)具體設(shè)備,根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況而采取的規(guī)則;4、圖形顯示模塊主要顯示的是電網(wǎng)的原理接線圖,可以進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)、設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)的輸入,并可自動(dòng)生成拓?fù)鋽?shù)據(jù);也可進(jìn)行設(shè)備的查找與定位;5、報(bào)表管理模塊主要是對(duì)一些無(wú)功電壓的控制結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和查詢;6、系統(tǒng)管理模塊是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視和管理。本實(shí)施例在工作時(shí),通訊模塊的與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊接收由SCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過來的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),送到計(jì)算分析模塊,同時(shí)保存至商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,分析計(jì)算模塊進(jìn)行分析計(jì)算,形成無(wú)功電壓控制策略,再通過與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊下發(fā),同時(shí)通過工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊傳送到圖形顯示模塊顯示計(jì)算分析以及控制的結(jié)果。本實(shí)施例中圖形化操作界面可以直觀的將地區(qū)電網(wǎng)各個(gè)分區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接線情況、相關(guān)設(shè)備狀態(tài)和SCADA系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)顯示出來。操作人員可以根據(jù)需要自行添加線路、變壓器、電容器等設(shè)備圖元,然后由系統(tǒng)自動(dòng)完成拓?fù)渌阉鞑⑿纬珊罄m(xù)計(jì)算所需的全部基礎(chǔ)數(shù)據(jù),不需要運(yùn)行人員手動(dòng)操作。對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)來說,如果網(wǎng)絡(luò)較龐大,220kV變電站較多,應(yīng)采取分區(qū)控制的方式。 分區(qū)的原則是以220kV變電站的供電區(qū)域作為一個(gè)基本單位,分別進(jìn)行無(wú)功分析和控制, 而要求各個(gè)分區(qū)之間的聯(lián)絡(luò)線無(wú)功潮流盡可能的小??紤]到系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的操作習(xí)慣,本實(shí)施例中所述的AVC 系統(tǒng)采用了 NT-UNIX跨平臺(tái)結(jié)構(gòu),即整套系統(tǒng)采用工作站-服務(wù)器模式,將后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)安置在服務(wù)器上,并在服務(wù)器上安裝UNIX操作系統(tǒng),以充分利用UNIX操作系統(tǒng)運(yùn)行可靠、網(wǎng)絡(luò)安全程度高的特點(diǎn);而將分析計(jì)算模塊、系統(tǒng)管理模塊和報(bào)表管理模塊安置在工作站上,分別形成監(jiān)控工作站、維護(hù)工作站和報(bào)表工作站,并安裝windowsNT操作系統(tǒng),這樣既可以充分利用NT平臺(tái)的各項(xiàng)操作功能也符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的操作習(xí)慣,有利于運(yùn)行人員盡快的學(xué)習(xí)和掌握本發(fā)明系統(tǒng)的各項(xiàng)操作功能。本實(shí)施例采取分區(qū)顯示、分區(qū)管理的方式對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的電壓無(wú)功情況進(jìn)行協(xié)調(diào)管理,220kV變電站的供電區(qū)域作為一個(gè)基本單位,分別進(jìn)行無(wú)功分析和控制,而要求各個(gè)分區(qū)之間的聯(lián)絡(luò)線無(wú)功潮流盡可能的?。粡V泛采用圖模一體化技術(shù),根據(jù)圖形化界面所顯示的網(wǎng)絡(luò)接線情況,自動(dòng)完成拓?fù)渌阉骱秃罄m(xù)的相關(guān)計(jì)算,無(wú)需操作人員手動(dòng)干預(yù);采用了 NT-UNIX跨平臺(tái)結(jié)構(gòu),將后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)安置在安裝有UNIX操作系統(tǒng)的服務(wù)器上,充分利用 UNIX操作系統(tǒng)的安全可靠性,保證底層數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和安全,同時(shí)根據(jù)功能設(shè)置監(jiān)控工作站、 維護(hù)工作站和報(bào)表工作站,工作站上安裝WindowsNT操作系統(tǒng),既能為操作人員提供更好的圖形化界面也便于運(yùn)行人員快速掌握本發(fā)明的各項(xiàng)操作功能。
權(quán)利要求
1.一種地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征在于包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、通訊模塊、分析計(jì)算模塊、圖形顯示模塊、報(bào)表管理模塊、系統(tǒng)管理模塊,其中所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存整個(gè)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù),并提供共享機(jī)制,與通訊模塊、分析計(jì)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;所述的通訊模塊是整個(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié),將系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)在各個(gè)模塊之間進(jìn)行傳輸,通訊模塊與其他的所有模塊都有接口 ;所述的分析計(jì)算模塊形成無(wú)功電壓控制策略,通過通訊模塊接收數(shù)據(jù)并下發(fā)控制結(jié)果,同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫(kù)模塊保存計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù);所述的圖形顯示模塊顯示通訊模塊轉(zhuǎn)發(fā)過來的電網(wǎng)接線圖以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);所述的報(bào)表管理模塊形成無(wú)功電壓管理所需要的各種報(bào)表,與通訊模塊進(jìn)行接口、交換數(shù)據(jù);所述的系統(tǒng)管理模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理,同樣與通訊模塊進(jìn)行接口 ;所述的通訊模塊接收由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過來的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),送到計(jì)算分析模塊,同時(shí)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中,分析計(jì)算模塊對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,形成無(wú)功電壓控制策略,再通過通訊模塊下發(fā),同時(shí)通過通訊模塊傳送到圖形顯示模塊顯示計(jì)算分析以及控制的結(jié)果,報(bào)表管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)控制結(jié)果的查詢、顯示和打印,系統(tǒng)管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理。
2.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)的接口,商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)ORACLE以及標(biāo)準(zhǔn)的OCI接口,位于服務(wù)器上,存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)計(jì)算、分析和管理所需要的信息,這些信息包括設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)、控制結(jié)果數(shù)據(jù);實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用基于文件映射內(nèi)存的共享方式,位于服務(wù)器上,服務(wù)器采用UNIX操作平臺(tái),保存用于計(jì)算分析的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù);本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)位于工作站上,為圖形數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)提供暫時(shí)的存儲(chǔ)空間,數(shù)據(jù)庫(kù)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的ADO接口。
3.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的通訊模塊包括與SCADA系統(tǒng)通訊的子模塊、工作站與服務(wù)器之間通訊的子模塊,SCADA系統(tǒng)通訊的子模塊與SCADA系統(tǒng)接口采用套接字技術(shù)實(shí)現(xiàn),將SCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,變成系統(tǒng)分析、計(jì)算和顯示所需要的數(shù)據(jù);工作站與服務(wù)器之間通訊的子模塊的通訊同樣采用套接字技術(shù),將分析、計(jì)算和顯示所需要的數(shù)據(jù)由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給工作站,同時(shí)將設(shè)備的屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)已經(jīng)自動(dòng)生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)傳回服務(wù)器保存。
4.如權(quán)利要求3所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的與SCADA 系統(tǒng)通訊子模塊,其上行數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接,將電網(wǎng)的遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)傳至本系統(tǒng),一方面存入數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,另一方面送入數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中,為分析計(jì)算做準(zhǔn)備;與SCADA系統(tǒng)通訊子模塊的下行數(shù)據(jù)與分析計(jì)算模塊相連接,將分析計(jì)算后所得到的控制策略通過SCADA系統(tǒng)以遙控和遙調(diào)命令下發(fā);所述工作站與服務(wù)器之間通訊子模塊一方面與數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù),另一方面將計(jì)算和分析的結(jié)果也送入報(bào)表管理模塊、圖形顯示模塊和系統(tǒng)管理模塊中。
5.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的分析計(jì)算模塊包括狀態(tài)估計(jì)子模塊、負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊、拓?fù)浞治鲎幽K、無(wú)功優(yōu)化子模塊以,數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)送入狀態(tài)估計(jì)子模塊,狀態(tài)估計(jì)子模塊實(shí)現(xiàn)誤數(shù)據(jù)的清理和電氣設(shè)備參數(shù)的估計(jì),保證計(jì)算所需要數(shù)據(jù)的精度,狀態(tài)估計(jì)子模塊的輸出分別傳送至負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊和拓?fù)浞治鲎幽K,負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊實(shí)現(xiàn)短期負(fù)荷分布預(yù)測(cè),采用線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),預(yù)測(cè)的結(jié)果是返回未來一天內(nèi)負(fù)荷的高峰、低谷和平均時(shí)段以及取值,作為電容器組投切的依據(jù);拓?fù)浞治鲎幽K實(shí)現(xiàn)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)著色,并將不帶電的部分去掉,形成計(jì)算分析所需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù);負(fù)荷預(yù)測(cè)子模塊和拓?fù)浞治鲎幽K處理后的數(shù)據(jù)輸出到無(wú)功優(yōu)化子模塊,無(wú)功優(yōu)化子模塊根據(jù)得到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電容器組的優(yōu)化投切,并形成優(yōu)化投切策略。
6.如權(quán)利要求5所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述無(wú)功優(yōu)化子模塊通過接口連接專家系統(tǒng)子模塊,當(dāng)無(wú)功優(yōu)化子模塊優(yōu)化失敗,通過調(diào)用專家系統(tǒng)子模塊形成電容器組的投切策略及變壓器分接頭的調(diào)整策略。
7.如權(quán)利要求6所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述專家系統(tǒng)子模塊用于形成規(guī)則庫(kù),所述規(guī)則庫(kù)分為一般規(guī)則庫(kù)和特殊規(guī)則庫(kù)兩部分,一般規(guī)則庫(kù)描述的是無(wú)功電壓控制所需要的通用規(guī)則,而特殊規(guī)則庫(kù)描述的是針對(duì)具體設(shè)備,根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況而采取的規(guī)則。
8.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的圖形顯示模塊是整個(gè)系統(tǒng)人機(jī)交換的接口,顯示整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的原理接線圖,具備放大、縮小、漫游功能,并提供電氣設(shè)備的查詢和定位,同時(shí)接受設(shè)備屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)的錄入。
9.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的報(bào)表管理模塊具備與EXCEL文件的接口,能讀和寫EXCEL文件。
10.如權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),其特征是所述的系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置管理、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、系統(tǒng)控制參數(shù)管理、圖形報(bào)表管理、提供表格、曲線、棒圖、餅圖及組合圖的制作維護(hù)工具功能。
全文摘要
一種用于電力技術(shù)領(lǐng)域的地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、通訊模塊、分析計(jì)算模塊、圖形顯示模塊、報(bào)表管理模塊、系統(tǒng)管理模塊,其中所述的通訊模塊接收由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過來的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),送到計(jì)算分析模塊,同時(shí)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中,分析計(jì)算模塊對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,形成無(wú)功電壓控制策略,再通過通訊模塊下發(fā),同時(shí)通過通訊模塊傳送到圖形顯示模塊顯示計(jì)算分析以及控制的結(jié)果,報(bào)表管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)控制結(jié)果的查詢、顯示和打印,系統(tǒng)管理模塊通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)控制全過程全部自動(dòng)完成,可以大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102545229SQ20101062077
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
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