[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)電壓暫降源定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310611693.3
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103605027A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉穎英;馮丹丹;王同勛;丁寧;周勝軍;程遠(yuǎn);杜彥強;劉勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/08
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)，具體講涉及一種電網(wǎng)電壓暫降源定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電壓暫降，是指在工頻條件下供電系統(tǒng)某個節(jié)點的電壓均方根值減小到0.1p.u～0.9p.u.之間、持續(xù)時間為10ms～1min的短時間電壓變動現(xiàn)象。因電壓暫降會對計算機系統(tǒng)、精密儀器生產(chǎn)等敏感設(shè)備系統(tǒng)造成不能正常工作甚至停機的危害，電壓暫降問題已經(jīng)成為最重要的電能質(zhì)量問題之一。

目前，基于電能質(zhì)量監(jiān)測終端的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。電能質(zhì)量監(jiān)測終端具有采集信息豐富、數(shù)據(jù)量大的特點，對其監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘并加以分析后可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)故障定位、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、負(fù)荷建模等多個方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電網(wǎng)電壓暫降源定位系統(tǒng)，分別從電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)或監(jiān)測終端以及電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）中讀取電壓暫降數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通過暫降源定位算法實現(xiàn)定位功能，定位結(jié)果可用于電能質(zhì)量分析人員，還可通過與配電自動化系統(tǒng)或調(diào)度系統(tǒng)的互聯(lián)互通，用于其故障分析和診斷等。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種電網(wǎng)電壓暫降源定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)解析與同步模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、布點方案生成模塊、暫降源定位計算模塊、應(yīng)用程序接口模塊及人機界面模塊；所述數(shù)據(jù)解析與同步模塊、布點方案生成模塊、暫降源定位計算模塊、應(yīng)用程序接口模塊及人機界面模塊分別與所述數(shù)據(jù)存儲模塊雙向連接，通過所述數(shù)據(jù)存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

所述數(shù)據(jù)解析與同步模塊接收電能質(zhì)量監(jiān)測終端發(fā)送的PQDIF文件、COMTRAD文件和SCADA系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)同步；

所述數(shù)據(jù)解析與同步模塊對所述PQDIF文件、COMTRAD文件及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行解析，提取電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)并存入所述數(shù)據(jù)存儲模塊中的持久數(shù)據(jù)區(qū)，完成數(shù)據(jù)解析，得到電壓暫降數(shù)據(jù)；

持久數(shù)據(jù)區(qū)讀取電壓暫降數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，采用隊列替換方式更新數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。

所述電壓暫降數(shù)據(jù)包括三相電壓幅值、相位和無功功率；所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路、變壓器、負(fù)荷和無功補償設(shè)備參數(shù)。

所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括持久數(shù)據(jù)區(qū)、內(nèi)存存取數(shù)據(jù)區(qū)和緩存區(qū)，所述內(nèi)存存取數(shù)據(jù)區(qū)包括臨時數(shù)據(jù)區(qū)和內(nèi)存主存取數(shù)據(jù)區(qū)；所述數(shù)據(jù)存儲模塊的存儲速度按照持久數(shù)據(jù)區(qū)、內(nèi)存存取數(shù)據(jù)區(qū)到緩存區(qū)的順序依次由慢到快。

所述臨時數(shù)據(jù)區(qū)用于存取所述數(shù)據(jù)解析與同步模塊、布點方案生成模塊、暫降源定位計算模塊和人機界面模塊計算過程產(chǎn)生的臨時數(shù)據(jù)；計算過程產(chǎn)生的非臨時數(shù)據(jù)依次在緩存區(qū)、內(nèi)存存取數(shù)據(jù)區(qū)和持久數(shù)據(jù)區(qū)中查找，查找到后備份到其上層存儲區(qū)中。

所述持久數(shù)據(jù)區(qū)用于存取初始數(shù)據(jù)和計算所得最終數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)包括從所述電能質(zhì)量監(jiān)測終端導(dǎo)入的PQDIF文件、COMTRAD文件和從SCADA系統(tǒng)中導(dǎo)入的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；計算所得最終數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)解析與數(shù)據(jù)同步過程中生成的無功功率判據(jù)、布點方案生成模塊生成的布點方案信息和經(jīng)暫降源定位計算模塊定位計算后的暫降源位置信息。

所述布點方案生成模塊先從數(shù)據(jù)存儲模塊中取出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)構(gòu)造節(jié)點阻抗矩陣，根據(jù)所述節(jié)點阻抗矩陣計算不同故障類型下的電壓暫降矩陣，再通過設(shè)定凹陷域電壓閾值生成不同故障類型下對應(yīng)的節(jié)點凹陷矩陣，聯(lián)立各種故障類型的節(jié)點凹陷矩陣形成擴展矩陣，保證全網(wǎng)所有節(jié)點電壓暫降的可觀測的目標(biāo)性；

利用01線性優(yōu)化方法求解布點向量，布點向量元素值為1則對應(yīng)位置需要布置監(jiān)測點，布點向量元素值為0則表示對應(yīng)位置不需要布置監(jiān)測點，將布點向量映射到相應(yīng)節(jié)點位置即完成布點方案的生成。

所述暫降源定位計算模塊包括節(jié)點阻抗矩陣構(gòu)造模塊、故障線路提取模塊、故障類型判斷模塊和暫降源定位模塊；所述節(jié)點阻抗矩陣構(gòu)造模塊采用支路追加法，遵循廣度優(yōu)先、優(yōu)先成環(huán)的追加支路順序原則構(gòu)造節(jié)點阻抗矩陣；所述故障線路提取模塊通過監(jiān)測點可觀測支路及暫降源上下游方位判斷的原則提取可能故障線路；所述故障類型判斷模塊采用基于電壓幅值和電壓序分量值檢測判定故障類型；所述暫降源定位模塊對可能的故障線路以設(shè)定步長求取監(jiān)測點電壓序分量值，通過求取的電壓序分量值與測量的電壓序分量測量值的之間誤差排序進(jìn)行定位，誤差最小的點即是暫降源位置。

所述故障類型包括單相接地故障、兩相短路故障、兩相接地故障和三相短路故障。

所述應(yīng)用程序接口模塊包括獲取狀態(tài)量模塊和調(diào)用基本功能函數(shù)接口模塊；