[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中基于振蕩波形特征的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)壓縮傳輸與重構(gòu)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210476754.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102946394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇盛;譚浩;龍宇奕;周杰;盛小勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)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(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)的壓縮傳輸與重構(gòu)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(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展而來(lái)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?xì)庖约斑^(guò)程控制等諸多領(lǐng)域，以在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用最為普遍。它通過(guò)安裝在電廠和變電站的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端（Remote?Terminal?Unit,?RTU）將監(jiān)控對(duì)象——電網(wǎng)的狀態(tài)信息(如電流、電壓、線路潮流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等)反饋到調(diào)度控制中心，對(duì)不正常狀態(tài)報(bào)警，并為調(diào)度員進(jìn)行決策和實(shí)施控制提供幫助。一般而言，電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，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)狀態(tài)信息，幫助調(diào)度運(yùn)行人員及時(shí)跟蹤、調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)分布在廣闊地域上幾十甚至幾百個(gè)變電站和發(fā)電廠的成千上萬(wàn)個(gè)電流、電壓、頻率、潮流和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，受網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算機(jī)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(yùn)行狀態(tài)且節(jié)點(diǎn)電壓和線路潮流變化不大時(shí)，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確反應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。但當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障或其它擾動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)的電流、電壓和線路潮流都可能快速變化，此時(shí)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(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程。此類(lèi)情形在實(shí)際電網(wǎng)的緊急狀況處理中時(shí)有發(fā)生，某些典型的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)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(zhǎng)期得不到有效監(jiān)測(cè)，嚴(yán)重影響調(diào)度人員及時(shí)正確決策。

數(shù)字化變電站中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可通過(guò)變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)從電子式互感器中接收到每一瞬時(shí)的電流、電壓測(cè)量數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到線路潮流。實(shí)際上，變電站側(cè)遠(yuǎn)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(dòng)態(tài)過(guò)程信息。但由于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬限制，不可能將電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)完整地發(fā)送到調(diào)度控制中心，只能每隔幾秒鐘刷新顯示電網(wǎng)狀態(tài)，難以給調(diào)度運(yùn)行人員提供擾動(dòng)時(shí)電網(wǎng)振蕩過(guò)程動(dòng)態(tài)信息。解決此問(wèn)題的一種可行選擇是從數(shù)據(jù)刷新周期內(nèi)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)中提取并傳輸少量能表征動(dòng)態(tài)過(guò)程信息的數(shù)據(jù)，以降低對(duì)通信系統(tǒng)的要求，再在調(diào)度控制中心根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)重構(gòu)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程，達(dá)到將電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息傳達(dá)到調(diào)度控制中心的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中基于振蕩波形特征的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)壓縮傳輸與重構(gòu)方法，其可在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有硬件設(shè)施基礎(chǔ)上提高其反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的能力，以提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中的可觀測(cè)性，提高調(diào)度人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和快速正確決策的能力。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中基于振蕩波形特征的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)壓縮傳輸與重構(gòu)方法，該方法是于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的一刷新周期內(nèi)，在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端（RTU），采用不均勻抽樣方式，對(duì)觀測(cè)對(duì)象（即節(jié)點(diǎn)電壓、支路有功和支路無(wú)功）動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)抽取能反映電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程振蕩特性的數(shù)據(jù)點(diǎn)（波峰或波谷），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，并將抽取的數(shù)據(jù)點(diǎn)及其位置信息經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送至調(diào)度控制中心，在調(diào)度控制中心端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)利用三次Hermite插值多項(xiàng)式插值重構(gòu)該觀測(cè)對(duì)象各時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以顯示電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程。

其中：重構(gòu)時(shí)采用的三次Hermite插值多項(xiàng)式為：