[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中電網(wǎng)動態(tài)過程數(shù)據(jù)的傳輸方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810030653.9
• 申請日: 2008-02-20
• 公開（公告）號: CN101515922A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段獻忠;蘇盛
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇盛
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H03M7/30;G08C19/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所
• 代理人: 顏 勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)，特別涉及電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)中電網(wǎng)動態(tài)過程數(shù)據(jù)的傳輸方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(Supervisory?Control?and?Data?Acquisition，SCADA)是伴隨計算機和通信技術(shù)發(fā)展而來的一種監(jiān)控系統(tǒng)，被廣泛地應(yīng)用到電力、供水、石油、化工、燃氣以及過程控制等諸多領(lǐng)域，其中在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用最為普遍。它通過安裝在電廠和變電站的遠程數(shù)據(jù)采集終端(Remote?Terminal?Unit，RTU)將監(jiān)控對象——電網(wǎng)的狀態(tài)信息(電流、電壓、頻率、線路潮流、開關(guān)狀態(tài)和發(fā)電機功角等)反饋到控制中心，對不正常狀態(tài)報警，并為調(diào)度員進行決策和實施控制提供幫助。一般而言，電網(wǎng)正常運行時，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)能完整準(zhǔn)確地反應(yīng)電網(wǎng)的狀態(tài)信息，幫助調(diào)度運行人員正確掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時跟蹤、調(diào)整電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，已成為電力調(diào)度不可缺少的工具。

由于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)對分布在廣闊地域上幾十甚至幾百個變電站和發(fā)電廠的成千上萬個電流、電壓、頻率、潮流、開關(guān)狀態(tài)和發(fā)電機功角等的監(jiān)測，受網(wǎng)絡(luò)通信和計算機處理容量的限制，只能以幾秒一次的方式刷新顯示電網(wǎng)狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)且電壓、電流、頻率、潮流和發(fā)電機功角變化不大時，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確反應(yīng)電網(wǎng)運行狀態(tài)。但當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障或其它擾動時，電網(wǎng)的電流、電壓、頻率、線路潮流和發(fā)電機功角都可能快速變化，此時每隔幾秒刷新一次顯示電網(wǎng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)就無法準(zhǔn)確反應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)過程。此類情形在實際電網(wǎng)的緊急狀況處理中時有發(fā)生，某些電網(wǎng)典型的動態(tài)過程，如低頻振蕩現(xiàn)象在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中長期得不到有效觀測，嚴(yán)重地影響了調(diào)度人員及時正確決策。

在現(xiàn)代數(shù)字化變電站中，遠程數(shù)據(jù)采集終端可以通過變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)從新型電子式互感器中接收到每一瞬時的電流、電壓、頻率和發(fā)電機功角等測量數(shù)據(jù)，并能計算得到線路潮流。因此，可以說遠程數(shù)據(jù)采集終端收集的數(shù)據(jù)完整地包含了電網(wǎng)動態(tài)過程的信息。但由于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬的限制，不可能將遠程數(shù)據(jù)采集終端中完整包含電網(wǎng)動態(tài)過程信息的數(shù)據(jù)全部發(fā)送到控制中心，現(xiàn)在的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)只能每隔幾秒鐘以監(jiān)控對象數(shù)據(jù)刷新周期中某一瞬時的數(shù)據(jù)刷新顯示電網(wǎng)狀態(tài)，所以不能給調(diào)度運行人員提供擾動時電網(wǎng)動態(tài)過程的信息。解決此問題的一種可行選擇是從數(shù)據(jù)刷新周期內(nèi)動態(tài)過程數(shù)據(jù)中提取出數(shù)據(jù)量顯著減小且能表征動態(tài)過程信息的數(shù)據(jù)，通過傳輸這些數(shù)據(jù)量顯著減少的數(shù)據(jù)來降低對通信系統(tǒng)的要求，達到將電力系統(tǒng)動態(tài)過程信息傳達到控制中心的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有硬件設(shè)施基礎(chǔ)上提高其反應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)過程的能力，以提高電網(wǎng)動態(tài)過程在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中的可觀測性，提高調(diào)度人員應(yīng)對突發(fā)事件和快速正確決策的能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)每一刷新周期中，在遠程數(shù)據(jù)采集終端側(cè)采用數(shù)據(jù)壓縮或抽樣等方式，提取數(shù)據(jù)量較少的數(shù)據(jù)來記錄該數(shù)據(jù)刷新周期中電力系統(tǒng)動態(tài)過程的信息，并將提取的數(shù)據(jù)傳送到調(diào)度中心，以減少傳輸數(shù)據(jù)量，降低對通信系統(tǒng)的要求。然后在控制中心根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)重構(gòu)和顯示系統(tǒng)動態(tài)過程。

減少數(shù)據(jù)量的技術(shù)方法主要有數(shù)據(jù)壓縮或數(shù)據(jù)抽樣等，其主旨是以較少的數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)刷新周期內(nèi)電力系統(tǒng)動態(tài)過程(電流、電壓、功角、頻率和潮流)信息，并將此數(shù)據(jù)傳送到控制中心，然后在控制中心根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)重構(gòu)電力系統(tǒng)動態(tài)過程，達到降低對通信系統(tǒng)要求和在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上傳輸電力系統(tǒng)動態(tài)過程信息的目的。其中，數(shù)據(jù)壓縮方法可選用有損壓縮技術(shù)(數(shù)據(jù)擬合技術(shù)等)或無損壓縮技術(shù)(Huffman編碼、算術(shù)編碼、行程長度編碼、LZW編碼壓縮算法等)，然后在控制中心由接收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)重構(gòu)或解壓縮來恢復(fù)動態(tài)過程數(shù)據(jù)；抽樣可以采用均勻抽樣和不均勻采樣得到動態(tài)過程數(shù)據(jù)中的少量數(shù)據(jù)點，然后在控制中心利用插值重構(gòu)實際系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)據(jù)。由于僅傳輸經(jīng)壓縮或抽樣后數(shù)據(jù)量顯著減少的數(shù)據(jù)，可有效降低電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸負載。本發(fā)明所提方法可在現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上輔以必要的軟件改造予以實施。由于所提方法傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含電力系統(tǒng)動態(tài)過程信息，所以采用本方法的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)能真實準(zhǔn)確地反應(yīng)電力系統(tǒng)動態(tài)過程。