[發明專利]基于廣域測量系統WAMS的電網安全穩定可視化方法

有效

• 申請號: 201110125601.1
• 申請日: 2011-05-16
• 公開（公告）號: CN102194058A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 王英濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及一種可視化方法，具體涉及基于廣域測量系統WAMS的電網安全穩定可視化方法。

背景技術：

隨著三峽工程及全國互聯網等工程的持續進行，電網規模越來越大，運行方式越來越復雜，如何加強大電網的可靠性成為備受關注的問題。廣域測量技術是近年來電力系統前沿技術中最活躍的領域之一。廣域測量系統(WAMS)是基于同步相量測量技術，在現代高速的通信網絡的支持下，對地域廣闊的電力系統運行狀態進行監測和分析，為電力系統實時控制和運行服務的系統。廣域測量系統構成電力系統動態信息平臺，當前對電力系統動態過程監測，加強互聯網的可靠性有著重要的意義；另外，廣域測量系統對電力系統控制、保護、規劃、分析等領域也有著深遠的影響。

廣域測量系統已經成為電力系統重要的量測系統，它為電網運行、調度提供了大量實時數據，然而目前缺少有效、直觀的顯示方式表現復雜、大量的信息，對電網發生的各種過程無法進行高效展示、信息挖掘與智能告警，必須提供可視化圖形展示手段，為電力系統監視、控制、調度、分析、規劃等提供保證。

發明內容：

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可視化技術將電網運行的枯燥數據用動態、靈活、實物化的方式，借助計算機圖形化顯示技術給技術人員提供直觀可靠的數據顯示，通過將數據展示與應用綜合分析相結合，使系統運行人員更方便、直觀地了解當前系統的運行狀態，采取更有效、針對性的運行控制措施；使運行人員及時洞察存在的異常和潛在的事故隱患，加強對電網宏觀信息的把握，使調度運行從經驗型向分析型、智能型發展。

本發明提供的基于廣域測量系統WAMS的電網安全穩定可視化方法，其改進之處在于，所述方法是在計算機上按下述步驟實現的：

1)啟動可視化：

對電網WAMS系統量測量的描述表輸入參數：廠站名稱，廠站地理坐標；

WAMS量測量類型輸入參數：母線電壓相量及頻率、線路有功、無功量測值，發電機內電勢、功角、轉速；

2)獲取WAMS全網狀態量測值，按照WAMS系統量測量描述表獲取WAMS量測量；

3)電網穩定性可視化

(3-1)功角穩定性可視化，包括如下步驟：

(3-1.1)令WAMS監測的機組集合為{Gi|θ_Gi＝θ_i′(k≥i≥1)}，電網最大功角差可以用下述公式計算：

θ_max＝MAX{fabs(θ_i-θ_j)|(k≥i≥1，k≥j≥1)}

(3-1.2)將全網最大功角差用極坐標方式顯示出來；

(3-2)電壓穩定性可視化，包括如下步驟：

(3-2.1)通過WAMS測量得到電網主網架的電壓相量：令電網主網架節點集合為S＝{1，2，...n}；為電網節點電壓相量；以無向圖G＝<V，E>的方式建立電網主網架拓撲圖，以經度、緯度為坐標，在平面上描出V中的廠站；

(3-2.2)采用等高線技術描述電網的電壓狀態，包括如下步驟：

(3-2.2.1)建立電網廠站量測量的三維坐標x、y、z；其中：x，y分別為廠站的經度、緯度坐標，z為量測值；

(3-2.2.2)根據電路原理，由相鄰線路的廠站三維坐標x、y、z，計算線路上i點的三維坐標x₁：y₁，z₁；

(3-2.2.3)形成三維向量，使用等高線算法畫出等高線；

(3-2.2.4)將等高線采用色彩映射表的方式畫出；

(3-3)動態穩定性可視化，包括如下步驟：

(3-3.1)通過頻譜分析技術，將低頻振蕩機組劃分為若干個振蕩模式的機群，令WAMS監測的第i個振蕩模式的機組為其中k表示振蕩模式個數，f表示頻率，θ表示角度，ρ表示幅度；

(3-3.2)設置k個極坐標圖來分別表示k個振蕩模式，對于每一種振蕩模式，令相關的機組集合為用戶設置好參考機組G_ref，機組G_i的顯示角度為用計算出來的角度在極坐標圖上表示每個機組在該振蕩模式下的相位；

(3-4)頻率穩定性可視化，包括如下步驟：

(3-4.1)WAMS通過測量和計算方法，得到電網主網架廠站的頻率：令電網主網架節點集合為S＝{1，2，...N}；f為電網節點的頻率；以所述無向圖G＝<V，E>的方式建立電網主網架圖，以經度、緯度為坐標，在平面圖上描出V中的廠站；