[發明專利]一種基于邊緣計算的多模態振蕩在線監測預警系統

有效

• 申請號: 201911244165.2
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110927442B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李志學;段榮華;程光影;吳琛;盛潔;黃偉;劉帥;程旻;楊東;張丹
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R31/00;G06F17/18;G06Q50/06
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

本發明涉及一種基于邊緣計算的多模態振蕩在線監測預警系統，該系統包括采集層、邊緣節點層和中心層，采集層包括AD采集轉換模塊和多模態同步相量計算模塊；邊緣節點層抽取采集層得到的模態信息以及同步相量數據，通過分析多模態同步相量數據，提取各模態振蕩的特征；中心層根據邊緣節點層的的分析結果結合電力網絡拓撲結構分析振蕩源及傳播路徑，從而實現多模態振蕩預警。本發明系統實現了一種新的電力自動化調度系統架構，打破了原有的所有采集數據上送到調度中心，由調度中心系統統一進行管理、分析的框架。實現將基礎分析就地化、實時化，減小了調度中心計算負荷的同時，避免了由于傳輸問題造成的數據問題，進而提高了分析的準確性和實時性。

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，具體涉及一種基于邊緣計算的多模態振蕩在線監測預警系統。

背景技術

邊緣計算起源于傳媒領域，是指在靠近物或數據源頭的一側，采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務。其應用程序在邊緣側發起，產生更快的網絡服務響應，滿足行業在實時業務、應用智能、安全與隱私保護等方面的基本需求。邊緣計算處于物理實體和工業連接之間，或處于物理實體的頂端。而云端計算，仍然可以訪問邊緣計算的歷史數據。

超同步諧振，任何形式三相不平衡電流都有負序分量存在。這是由于系統中存在著不對稱負荷和不對稱的系統元件參數所致。發電機定子繞組中的負序電流，產生反向100Hz的旋轉磁場。如果發電機組軸系的某一自然扭振就會產生諧振。諧振的強度與“靠近度”有關。因為負序電流分量是長期存在的，所以這類扭振對軸系疲勞壽命的影響是嚴重的。負序電流還能在機組轉軸上產生兩倍工頻的扭矩，也有激發軸系扭振的可能。因為這種諧振頻率接近100Hz，所以叫做“超同步諧振”。

次同步諧振，發電機定子也出現頻率為的三相自激電流，在氣隙中產生頻率為的旋轉磁場。此旋轉磁場的轉速，低于主磁場的同步轉速。發電機組軸系的自然扭振頻率與串聯補償產生的電磁諧振頻率相加恰好等于電網頻率，相互“激勵”，形成“機-電諧振”。因為串聯電容補償固有頻率低于電網頻率，所以叫“次同步諧振”。

低頻振蕩，發電機的轉子角、轉速，以及相關電氣量，如線路功率、母線電壓等發生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，一般在0.1－2.5Hz，故稱為低頻振蕩。

伴隨著電力系統發展，電網的規模越來越龐大，越來越復雜。為保證電網的安全、穩定運行，需要對電網運行情況進行更加細致、準確的分析。電力系統自動化調度系統需要更多的數據作為運行分析的支撐。大量運行數據的上送不僅對現有通訊網絡造成巨大壓力，也會影響享有自動化調度系統運行的穩定性，同大量數據也造成了資源的極大浪費。因此如何克服現有技術的不足是目前電力系統自動化技術領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種基于邊緣計算的多模態振蕩在線監測預警系統，實現對多模態振蕩在線監測在本地邊緣節點層完成。該系統大大提升處理效率，減輕中心層的計算負荷；由于更加靠近采集，還可提供更快的響應，將需求在邊緣端解決。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于邊緣計算的多模態振蕩在線監測預警系統，包括采集層、邊緣節點層和中心層

所述的采集層包括AD采集轉換模塊和多模態同步相量計算模塊；

AD采集轉換模塊將電力系統中支路的三相電壓、電流模擬數據轉換為數字數據；

多模態同步相量計算模塊與AD采集轉換模塊相連，用于將AD采集轉換模塊轉換得到的數字數據通過快速傅里葉變換得到每條支路的振蕩模態再根據頻譜分析方法得到各模態的電流、電壓同步相量數據和

所述的邊緣節點層與采集層相連，用于抽取采集層得到的模態信息以及同步相量數據和通過分析多模態同步相量數據，提取各模態振蕩的特征；