一种运用源端录波信息过滤的录波主站优化运行方法与流程

1.本发明涉及电力系统中录波信息处理技术领域，具体涉及一种运用源端录波信息过滤的录波主站优化运行方法。


背景技术：

2.电力系统录波主站能够提供电网故障时的完整数据和分析报告，是调度辅助决策的重要支撑工具。录波主站通过调度数据网监视辖区全部变电站和发电厂内录波器的告警信息、遥测信息、状态信息、录波数据及其它信息，并分别设计了有针对性的告警监视模块、遥测监视模块、状态监视模块、录波数据采集模块和其他信息处理模块负责处理。
3.但是目前录波主站的模块化设计在简化系统架构、方便运行维护的同时，不能适应变电站和发电厂数量无限制的增长。首先，录波主站处理的录波器信息是多源、海量且随机的，数据计算量无法准确预测；第二，录波主站系统中的数据库和系统模型是唯一、公共且稀缺的资源，同时也对其它主站系统提供交互访问，对交互频次非常敏感；第三、录波主站系统的存储资源是有限的，但是录波数据的增长是无限的，对存储空间和读写效率构成了压力。在自然灾害和极端气候影响下，大范围的录波数据一拥而上，经常导致录波主站系统反应速度急剧下降、运行卡顿、宕机甚至重要数据丢失，影响录波主站系统对调度决策的能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种运用源端录波信息过滤的录波主站优化运行方法，可以解决现有技术中因变电站和发电厂数量无限增长造成录波数据的无限增长，对录波主站的存储空间和读写效率构成压力的问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提供一种运用源端录波信息过滤的录波主站优化运行方法，包括：
7.将录波主站系统中的遥测监视模块、状态监视模块和录波数据采集模块功能封装成录波信息过滤模块，并部署到变电站和发电厂侧；
8.在录波器的录波信息处理模块传输录波信息至录波主站的传输途中设置有录波信息过滤模块；
9.录波信息过滤模块将录波信息进行过滤，并将过滤后的录波信息上送到录波主站。
10.进一步的，所述录波信息过滤模块包括遥测信息过滤子模块、状态信息过滤子模块和录波数据过滤子模块；所述录波信息包括录波数据、遥测信息和状态信息。
11.进一步的，所述录波数据的过滤过程具体包括：
12.s101、录波数据过滤子模块检测录波数据中是否有状态量发生变化，若无，则不上送该录波数据，否则进入步骤s102；
13.s102、录波数据过滤子模块检测录波数据中故障电流有效值，对比故障前的电流
有效值，若故障电流有效值低于故障前的电流有效值1.3倍，则不上送该录波数据，否则进入步骤s103；
14.s103、录波数据过滤子模块检测故障后电流有效值，若不大于故障前电流有效值的0.25倍，则上送该录波数据，否则进入步骤s104；
15.s104、若故障后电流有效值不小于故障前电流有效值1.5倍，则不上送该录波数据，否则进入步骤s105；
16.s105、若故障后电流有效值小于0.01安培，则上送该录波数据，否则不上送该录波数据。
17.进一步的，所述遥测信息的过滤原理为：
18.遥测信息过滤子模块接收到录波器遥测上送信息后，忽略该信息；
19.将录波数据过滤子模块处理录波数据结束后上送到录波主站的录波数据的副本提交到遥测信息过滤子模块；
20.遥测信息过滤子模块取录波数据最末段部分，按线路分组计算p、q、u、i和f，并上送到录波主站。
21.进一步的，所述状态信息的过滤过程包括：
22.按原来15秒周期，状态信息过滤子模块检测到录波器通信状态变化后，记住变化之前的原状态和变化后的新状态；
23.延时15分后，状态信息过滤子模块重新检测录波器通信状态，若通信状态与原状态相同，则忽略本次状态改变信息，否则再延时15分钟，状态信息过滤子模块重新检测录波器通信状态，若通信状态与原状态相同，则忽略本次状态改变信息，否则上送新状态信息。
24.本发明的有益效果：
25.本发明通过录波信息过滤模块，达到了变电站和发电厂源端对录波信息进行处理和过滤的效果，提高了数据能量密度，大幅减少了需要上送的数据，改善了录波主站系统信息处理的压力，提高了主站系统的运行稳定性和故障分析效率，实现了运用源端录波信息过滤方法对录波主站优化运行的目的。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为源端录波信息过滤模块部署原理图；
28.图2为源端录波信息过滤模块部署前后原理对比图；
29.图3为源端录波信息过滤处理流程示意图；
30.图4为录波数据反映电网故障暂态过程的曲线图；
31.图5为源端录波数据过滤处理流程。
具体实施方式
32.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
33.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
34.请参阅图1和图2，本技术提供一种运用源端录波信息过滤的录波主站优化运行方法，包括：
35.将录波主站系统中的遥测监视模块、状态监视模块和录波数据采集模块功能封装成录波信息过滤模块，并部署到变电站和发电厂侧；
36.在录波器的录波信息处理模块传输录波信息至录波主站的传输途中连接有录波信息过滤模块；
37.录波信息过滤模块将录波信息进行过滤，并将过滤后的录波信息上送到录波主站。
38.进一步的，本技术的一种优先实施例中，所述录波信息过滤模块包括遥测信息过滤子模块、状态信息过滤子模块和录波数据过滤子模块；所述录波信息包括录波数据、遥测信息和状态信息。
39.请参阅图4和图5，进一步的，本技术的一种优先实施方式中，录波数据过滤子模块仅通过解析数据中的开关量和电流有效值特征进行检测，不需要从主站模型或其它渠道提取定值参数参与计算，电流波形反映电网故障暂态过程的曲线特征如附图4，所述录波数据的过滤过程具体包括：
40.s101、录波数据过滤子模块检测录波数据中是否有状态量发生变化，若无，则不上送该录波数据，否则进入步骤s102；
41.s102、录波数据过滤子模块检测录波数据中故障电流有效值，对比故障前的电流有效值，若故障电流有效值低于故障前的电流有效值1.3倍，则不上送该录波数据，否则进入步骤s103；
42.s103、录波数据过滤子模块检测故障后电流有效值，若不大于故障前电流有效值的0.25倍，则上送该录波数据，否则进入步骤s104；
43.s104、若故障后电流有效值不小于故障前电流有效值1.5倍，则不上送该录波数据，否则进入步骤s105；
44.s105、若故障后电流有效值小于0.01安培，则上送该录波数据，否则不上送该录波数据。
45.需要说明的是，录波数据过滤的设计依据是：录波数据源于录波器启动和记录，录波器启动原因分为一般扰动、检修试验启动和故障启动三种情况，如
46.表1为录波器启动类型、占比及主要特征汇总：
47.[0048][0049]
表1录波器启动类型、占比及主要特征汇总
[0050]
其中，一般扰动占98％以上，录波启动和复归前后的电流变化不明显，这部分数据没有价值，上送主站前应进行过滤；检修试验通常1
‑
2年进行一次，占比极小，上送主站前仅需过滤掉其中明显不具备电网故障启动的部分数据即可；电网故障的发生具有随机性，占比极小，波形曲线表现为电流急剧增大，复归后电流有效值急剧下降且趋近于0，电流有效值对比启动前下降明显。
[0051]
通过录波数据过滤，可在不依赖定值参数的前提下，通过简单分析状态量信号和电流模拟量信号的手段，高效过滤98％以上的一般扰动录波数据和一部分实验检修数据，大大减少上送录波主站的数据量。同时，过滤掉98％以上的无效扰动数据之后，数据量缩减为原先的2％以下，同时也意味节省了录波主站系统的信息网络采集流量、录波数据的存储消耗、故障分析过程中与系统模型进行定值参数交互的频次、主机算力开销。该部分开销被分散到变电站和发电厂源端由众多录波器后台管理机完成，影响微小。
[0052]
请参照图3，进一步的，本技术的一种优先实施方式中，录波器的遥测信息分为p(有功)、q(无功)、u(电压)、i(电流)和f(频率)五类，按录波器接入的线路数目分组，每固定两分钟对每组线路计算一次遥测信息的五类数值，再上送到录波主站，对其改进后的遥测信息的过滤原理为：
[0053]
遥测信息过滤子模块接收到录波器遥测上送信息后，忽略该信息；也就是直接忽略摆脱了固定两分钟上送遥测信息的机械模式。
[0054]
将录波数据过滤子模块处理录波数据结束后上送到录波主站的录波数据的副本提交到遥测信息过滤子模块；
[0055]
遥测信息过滤子模块取录波数据最末段部分，按线路分组计算p、q、u、i和f，并上送到录波主站。
[0056]
遥测信息过滤的设计依据是：
[0057]
第一、p、q、u、i、f这5类信息属于稳态量，变动幅度和频次较低；
[0058]
第二、录波器的启动原理，如附图2，记录的是连续两次稳态之间的暂态变化过程，即一个稳态达到另一个稳态之间的复杂过程。因此，遥测信息的变化时机取决于录波器的启动，而是否有较大变化取决于新的稳态测量结果，在录波数据上送主站之前，取末端部分也就是新稳态的p、q、u、i、f，能够及时、准确、无遗漏反映出录波器遥测信息。
[0059]
通过和录波数据过滤模块绑定，捕获新稳态时的遥测信息，摆脱了固定两分钟上
送遥测信息的机械模式，在保证遥测信息及时、准确的同时，大幅降低了上送主站的频次。并且，录波器的遥测信息由之前15分钟固定采集一次，改进为发生电网故障后上送一次，而电网故障为小概率事件，按录波器每周一次电网故障启动为测算依据，应用本发明之前，一台录波器每周需要上送遥测信息的次数为8640，之后则仅需上送1次，因此遥测信息的数据能量密度提升了99％以上，主站采集遥测信息所需的网路交互和数据库访问频次因此也大幅降低。
[0060]
进一步的，本技术的一种优先实施方式中，录波器的状态信息反映的是录波器与录波主站之间的通信连接状态，有“通”和“不通”两种，一般情况下通信处在“通”状态，但收到录波器本体机械设备损坏、通信软件模块掉线、网口损坏、网线损坏/松动/拔除、交换机故障、各级网关策略限制等因素，会造成录波器与录波主站临时或长时间“不通”。目前主站的处理方式是每15秒更新一次变化过的录波器最新状态，每30分钟更新全部录波器的最新状态。对其改进后状态信息的过滤过程如下：
[0061]
按原来15秒周期，状态信息过滤子模块检测到录波器通信状态变化后，记住变化之前的原状态和变化后的新状态；
[0062]
延时15分后，状态信息过滤子模块重新检测录波器通信状态，若通信状态与原状态相同，则忽略本次状态改变信息，否则再延时15分钟，状态信息过滤子模块重新检测录波器通信状态，若通信状态与原状态相同，则忽略本次状态改变信息，否则上送新状态信息。
[0063]
在延时15分钟内，以及再次延时的15分钟内，若检测到与变化最后的新状态不一致的状态，立即返回原来15秒周期检测录波器通信状态变化，重新开始过滤流程。
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如表2列举了有代表性的录波器状态改变并上送的情形：
[0065][0066]
表2录波器状态改变并上送的情形
[0067]
状态信息过滤的优点是消除瞬时性的状态变化，30分钟内确认永久性状态变化，摆脱了固定15秒钟上送状态信息的机械模式，在保证遥测信息及时、准确的同时，大幅降低了上送主站的频次。并且，录波器的状态信息由之前15秒钟固定采集一次，改进为发生永久性状态改变之后上送一次，而永久性状态改变是小概率事件，按录波器每天状态变化一次为测算依据，应用本发明之前，一台录波器每天需要上送状态的次数为5760，之后则仅需上送2次，因此状态信息的数据能量密度提升了99％以上，主站采集状态信息所需的网路交互和数据库访问频次因此也大幅降低。
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以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。