[實用新型]一種基于相關向量機模型的發電機進相運行在線監測系統

有效

• 申請號: 201621138387.8
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN206757005U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陶騫;崔一鉑;凌在汛;盛華夏;蔡萬里;成誠;劉曼佳;謝迅品;汪劍波;游力
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院;武漢大學;國網湖北省電力公司;國家電網公司華中分部
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所42113
• 代理人: 雷速

技術領域

本實用新型屬于發電機進相運行在線監測領域，尤其涉及一種基于相關向量機模型的發電機進相運行在線監測系統。

背景技術

電網中常用發電機進相來實現電壓調節，但發電機的進相深度受發電機功角，母線電壓，以及電網暫態穩定水平等因素影響。隨著發電機進相深度的加大，系統的靜態穩定和暫態穩定都會受到一定的威脅，所以對發電機進相運行的正確監測對電網的平穩運行有著重要意義。

對發電機進相運行的正確監測，很重要的一個方面就是如何確定發電機進相能力的問題，目前的研究方法主要有數學模型計算法和試驗結果擬合法。其中，數學模型計算法是基于機端電壓不變或者同步電抗不飽和等假定，建立發電機進相時各量值的解析數學模型，計算進相能力，但同步發電機進相運行系統是一類多變量、強耦合的復雜非線性系統，解析的數學模型難以精確建立，故該方法具有計算量大、收斂慢、精度低等局限。試驗結果擬合法僅從試驗結果入手，基于發電機進相各變量線性關系假擬合試驗結果各量值之問的曲線，該類方法通常包括:表格插值、曲線插值和最小二乘法曲線擬合等，但不能考慮試驗過程中各參數的關系和變化，存在精度低的缺點。另外，在進行發電機信息采集時，現有的數據采集方式在測量精度和測量速度都不能滿足實際工作的需要。

因此需要一種收斂速度更快、更加精確的發電機進相運行能力計算模型和更加高效率，更高精度的信息采集系統組成的在線監測系統來解決上述問題。

發明內容

本實用新型主要是為了解決現有的發電機進相運行在線監測系統存在的發電機進相運行能力計算模型收斂速度慢、精度低的問題。

本實用新型采用的技術方案為：一種基于相關向量機模型的發電機進相運行在線監測系統，由參數測量模塊、參數轉換模塊、人機交互系統模塊三部分組成，其特征在于:

所述參數測量模塊包括用于采集發電機三相電壓、系統三相線電壓、發電機三相電流、有功功率和無功功率的發電機模擬量采集裝置,用于采集發電機機端頻率、系統端頻率和功角的發電機數字量采集裝置、用于采集發電機開關信號的發電機開關信息采集裝置；

所述參數轉換模塊包括用于傳輸發電機數字量信息的RS-485/RS-232 轉換裝置和用于傳輸發電機模擬量信息和發電機開關信息的數據采集卡；

所述人機交互系統模塊包括用于繪制系統運行狀態圖的監測系統模塊，用于預測發電機進相能力并實時監測向量機進相運行的向量機模型進相能力計算模塊，用于發出調節控制指令的人機交互系統；

所述發電機模擬量采集裝置的輸出端和所述RS-485/RS-232轉換裝置的輸入端相連；所述發電機數字量采集裝置、發電機開關信息采集裝置的輸出端均與所述數據采集卡輸入端相連；所述RS-485/RS-232轉換裝置和數據采集卡的輸出端既和監測系統模塊輸入端相連，也與向量機模型進相能力計算模塊的輸入端相連，所述監測系統模塊的輸出端和所述人機交互系統的第一輸入端相連，所述向量機模型進相能力計算模塊10的輸出端和所述人機交互系統的第二輸入端相連。

進一步的，所述數據采集卡為DAQ2206數據采集卡。

進一步的，所述發電機模擬量采集裝置包括三相電壓傳感器 WB3U412U01、三相電流傳感器WB3I412U31和無功功率組合傳感器 WBPQ211R01。

本實用新型的有益效果和特點是：1、為發電機的進相能力計算設計了向量機模型向量機模型進相能力計算模塊，具有精度高，收斂速度快，泛化能力強的優點，有效地消除傳統建模的缺陷，不僅可以有效的預測發電機進相時的功角和電網電壓，而且可作為高精度的模型用于發電機進相實時控制。2、采集系統包括模擬量，數字量，開關信號，模擬量通過普通的模擬量傳感器采集，數字量通過智能傳感器采集，開關信號通過開關電路將開關信號轉化為模擬量信號，在進行采集，此種數據采集方式在測量精度和測量速度上都較其他采集方式有較大的優勢。3、系統運行狀態分析模塊中通過將采集得到的電氣數據繪制成7幅運行狀態圖來展現發電機的運行狀態，即全面又方便，監測人員對發電機的運行狀態可以一目了然。4、能將監測分析與控制調節融為一體，人機交互系統模塊既可以方便監測人員觀察分析發電機運行狀態，也能接受控制指令，發出控制信號，調節系統參數來保證系統安全穩定運行。

附圖說明

圖1是本實用新型的基于相關向量機模型的發電機進相運行在線監測系統結構示意圖；

圖2是三相電流采集電路；

圖3是三相電壓采集電路；

圖4是功率采集電路；