一种配电规划监控及数据管理系统的制作方法

1.本发明涉及配电网监控管理领域，具体涉及一种配电规划监控及数据管理系统。


背景技术：

2.配电网安全的监控管理搜集配电网设备实时运行数据，建立历史数据，实现配电网安全经济运行、控制、事故处理和分析计算。
3.随着配电网信息化的快速发展和电力需求影响因素的逐渐增多，用电预测的数据多样性特征日益凸显，传统的数据管理方式，受限于较窄的数据采集渠道，使得用户难以从其中挖掘出更有价值的信息用于配电规划管理。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种配电规划监控及数据管理系统，包括：监控处理模块、数据管理模块和配电规划模块；其中。
5.所述监控处理模块，用于。
6.通过控制中心远程控制设备，包括操作、命令、开/闭指令与点对点控制。
7.所述数据管理模块，用于。
8.(1)事件管理。
9.(2)数据采集。
10.(3)防误操作管理。
11.(4)告警数据管理。
12.所述配电规划模块，用于。
13.a.分区电压管理。
14.b.并网协调控制。
15.c.机房区域供电管理。
16.优选地，所述通过控制中心远程控制设备，包括操作、命令、开/闭指令与点对点控制，包括。
17.(1)命令控制。
18.(2)接口配置。
19.(3)远程监控。
20.(4)服务管理。
21.(5)电压调整。
22.(6)绝缘检查。
23.优选地，所述命令控制，控制包括多个动作序列以及操作前对动作序列的验证。用户可以选择一个设备，对其进行预操作并可以看到操作后的结果，根据结果选择是否执行对该设备的控制操作。用户也可以人工更新所有可控点的状态。
24.优选地，所述监控计算一条控制命令发出/接收的通信延时并配置一条控制命令
开始执行到下次命令发出间的时间。同时实现对多个节点的控制。
25.优选地，在电压调整中，输入单元由两路380v/50hz的交流电源互投电路自动选择一路向电力系统设备供电，另一路作备用电源，输入单元配置有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远程终端。
26.优选地，所述绝缘检查，对控制母线电压和各支路对地绝缘电阻进行测量判断，超出正常范围时发出报警信号。
27.优选地，所述防误操作指连续地更新事件文件，10s为一个周期存储一次操作点的图片或者实时库记录，包括事前、事中、事后3个文件。文件的大小由事件记录的时间周期、存储的数据量、磁盘空间决定。
28.优选地，所述并网协调控制，包括。
29.(1)当检测到并网点正序电压跌落到90%以下时，在电流内环直接给定正序有功、无功电流指令id和iq。
30.(2)在电网故障期间，根据电压跌落幅度，对正序无功电流指令iq进行自适应调整。
31.(3)在逆变器不过流的情况下发岀最大允许的有功功率，有功电流指令id为取id0和之间的较小值，其中id0为故障前光伏并网逆变器电流内环的有功电流指令。
32.(4)当故障后逆变器的输出功率小于故障前功率时，不平衡功率使光伏逆变器直流侧电压升高到超过一定值并导通直流侧卸荷电路。
33.优选地，所述根据电压跌落幅度，对正序无功电流指令iq进行自适应调整，包括。
34.当a》0.9时，iq=0。
35.当0.4《=a《=0.9时，iq=2(1-a)。
36.当a《0.4时，iq=1.2。
37.式中，所有量均为标幺值，a为跌落后的电网正序电压幅值。
38.优选地，正序d轴电流参考计算公式由下式得到。
39.。
40.式中idmax为最大允许正序d轴电流。
41.本发明的一种配电规划监控及数据管理系统，对厂站进行实时数据采集与设备控制，利用改进的gui、数据和信息、智能告警处理、与其他应用系统的集成以及安全提升来较好地实现系统的状态感知。同时系统的架构具有层式结构，允许扩展系统的规模、用户数和各类应用，并针对特定区域进行供配电的合理规划和有效管理。
附图说明
42.图1为本发明一种配电规划监控及数据管理系统的结构图。
具体实施方式
43.如图1所示，本发明一种配电规划监控及数据管理系统，包括：监控处理模块、数据
管理模块和配电规划模块；其中。
44.所述监控处理模块，用于。
45.通过控制中心远程控制设备（开关、断路器），包括操作、命令、开/闭指令与点对点控制。包括。
46.(1)命令控制，控制包括多个动作序列以及操作前对动作序列的验证。用户可以选择一个设备，对其进行预操作并可以看到操作后的结果，根据结果选择是否执行对该设备的控制操作。用户也可以人工更新所有可控点的状态。
47.用户选择执行的命令会按时间顺序记录在历史信息系统的文件中，每次事件都可以按日期、时间、设备名、设备id、操作时间来进行查询，所有执行失败的远程命令以告警方式存储。
48.所述监控计算一条控制命令发出/接收的通信延时并配置一条控制命令开始执行到下次命令发出间的时间。同时实现对多个节点的控制。
49.(2)接口配置，接口包含模拟屏和多视频显示器。模拟屏上有电力系统的简化接线图，展示电力系统的总体运行状态，多视频显示器展示电力系统设备的运行状况。运行人员通过模拟屏和多视频显示器能够切换各种不同的应用功能，并进行操作控制，操作控制包括多窗口间的图形化显示、放大缩小、拆分菜单、拖放等。
50.(3)远程监控，利用远程终端通过接口对发电厂的设备进行监控，远程终端有数字和模拟输入，输出到对应的led灯(通过通道来选择)，并进行光绝缘过电压和短路保护。
51.远程终端向控制中心输送采集的数据，同时向电力系统设备发送来自控制中心的命令。同时，远程终端汇总所有来自设备的数据，提供与其他系统的数据交换。
52.(4)服务管理，包括。
53.数据处理服务，用于数据处理和实时控制。
54.数据库管理服务，作为历史数据库以及其他数据库。
55.通信前置服务，用于从远程终端和其他装置采集数据。除了远程终端数据采集外，还进行协议转换、安全校验、数模数据临时存储、模拟量和数字量更新。
56.外部通信服务，用于与其他控制中心进行信息交换实现实时交换与存储。
57.(5)电压调整，输入单元由两路380v/50hz的交流电源互投电路自动选择一路向电力系统设备供电，另一路作备用电源，输入单元配置有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远程终端。
58.(6)绝缘检查，对控制母线电压和各支路对地绝缘电阻进行测量判断，超出正常范围时发出报警信号。
59.绝缘检查装置的类型包括。
60.1)绝缘检查继电器，对正、负母线对地电阻和电压显示，不正常时可及时报警并显示接地类型。
61.2)微机型绝缘检查装置，具有各馈线支路绝缘状况进行自动巡检及电压超限报警功能，并能对所有支路的正对地、负对地的绝缘电阻，对地电压等进行对应显示，不正常时可对故障支路显示岀支路号及故障类别和报警。
62.所述数据管理模块，用于。
63.(1)事件管理，事件消息包括继电保护分析信息。事件消息是毫秒级，事件记录按时间顺序存储在历史数据库中，且独立于其他消息。
64.设置事件标签，给每个事件贴一个图形标签，每个标签代表对设备进行的远程控制操作的类型，并用不同的标签来代表不同的优先级。
65.(2)数据采集，数据采集通过wan专网、基于电力系统设备ip地址的无线网从集中器获得数据。判断设备的运行状态、量测不同设备的参数，关联到包含配电系统和用户信息的数据库，通过可视化方式提供给操作者或者共享给其他功能。
66.采集的数据包括。
67.1)状态：运行状态、开关位置、断路器位置、重合闸、告警等。
68.2)事件数据：高精度事件数据时间戳。
69.3)测量量：电流、电压、有功功率、无功功率、频率、变压器功率、变压器分接头位置。
70.4)告警：过电压、低电压、频率增高、频率降低。
71.(3)防误操作管理，防误操作指连续地更新事件文件，10s为一个周期存储一次操作点的图片或者实时库记录，包括事前、事中、事后3个文件。文件的大小由事件记录的时间周期、存储的数据量、磁盘空间决定，其中，以事前文件选取l0min，事中和事后文件选取15min为记录周期。
72.(4)告警数据管理，预警信息以即时方式报告给工作站。告警分优先级，当告警发生时,会对它的警报范围和优先级同时进行报告。
73.告警和事件按天存储在历史信息数据库中，其中告警以符号或色彩变化方式可视化地展示在屏幕上的单线图中。
74.所述配电规划模块，用于。
75.a.分区电压管理，包括。
76.(1)根据分区配置进行无功电压分区，分区集合记为cq={cq1,cq2,
…
,cqn}。
77.(2)检测所有分区内节点是否过电压，若所有电压节点都合格，则结束。如果有过电压节点，将所有过电压节点对应的分区记为可调节分区集合m，其他的子分区记为不可调节分区集合t，转到(3)。
78.(3)在可调节分区集合m中选取电压幅值最大的节点i，其所对应的分区为cqj。
79.(4)在分区cqj内进行区内无功电压控制，对cqj内光伏进行无功补偿后的整个配电网进行一次潮流计算，当全网电压均合格，则结束；否则，转到下一步。
80.(5)将分区cqj划分到不可调节分区集合t内。判断可调节分区集合m中是否存在过电压节点，如果存在，对可调节分区集合m内的无功分区重复(3)-(4)。当可调节分区集合m中不存在过电压节点而不可调节分区集合t内存在过电压节点时，则进行下一步。
81.(6)根据分区配置进行有功电压分区，分区集合记为cp={cp1,cp2,
…
,cpn}。
82.(7)在所有过电压节点中选取电压幅值最大的节点g，其所对应的分区为cph。
83.(8)在分区cph内进行区内有功电压剪切控制，使分区cph内所有电压均合格，对cph内光伏进行有功剪切后的整个配电网进行一次潮流计算。
84.(9)当全网、电压均满足要求，结束控制。若全网电压仍存在过电压节点时，对未进行电压调节的分区重复(7)-(8)，直至所有节点电压均在预设范围之内。
85.所述分区配置包括。
86.(1)将配电网节点网络中每个节点作为一个单独的初始分区，计算模块函数f的值f1。
87.对于节点i和j(分区内只有单个节点时，i=j)，模块函数f为。
88.。
89.其中，m为节点网络中所有边的权重之和，s为无功电压或有功电压的灵敏度矩阵，sij为该矩阵中对应节点的矩阵值，ki为节点网络中所有与节点i相连的边的权重之和。
90.(2)随机选择配电网中的节点u和节点v形成新的分区，计算模块函数f的值f2，并计算函数差值df，df=f2-f1，当df超过预设的差值阈值时，将节点u和节点v划分到同一分区c内。
91.(3)将形成的分区c作为一个独立的节点，重复步骤(2)，不断形成新的分区。
92.(4)当所有节点都已经分区完毕时，输出分区结果。
93.b.并网协调控制，包括。
94.(1)当检测到并网点正序电压跌落到90%以下时，在电流内环直接给定正序有功、无功电流指令id和iq。
95.(2)在电网故障期间，根据电压跌落幅度，对正序无功电流指令iq进行自适应调整，即。
96.当a》0.9时，iq=0。
97.当0.4《=a《=0.9时，iq=2(1-a)。
98.当a《0.4时，iq=1.2。
99.式中，所有量均为标幺值，a为跌落后的电网正序电压幅值。
100.(3)在逆变器不过流的情况下发岀最大允许的有功功率，有功电流指令id为取id0和之间的较小值，其中id0为故障前光伏并网逆变器电流内环的有功电流指令。
101.(4)当故障后逆变器的输出功率小于故障前功率时，不平衡功率使光伏逆变器直流侧电压升高到超过一定值并导通直流侧卸荷电路。
102.具体地，当电网发生故障时，光伏并网逆变器的稳态三相故障电流峰值计算公式为。
103.。
104.正序d轴电流参考计算公式由下式得到。
105.。
106.式中idmax为最大允许正序d轴电流。
107.c.机房区域供电管理，包括。
108.(1)在机房区域制冷、照明设备已确定情况下，获取包括制冷电机和照明设备在内的用电设备的额定参数。
109.(2)将己确定需使用的电机以及它们使用情况进行负荷分为三类，第一类负荷为
连续使用的负载，第二类负荷为短时或重复短时使用的负荷，第三类负荷为偶然短时使用的负荷以及在尖峰负荷时间外使用的负荷。
110.(3)计算各用电设备实际消耗的功率。在计算制冷电机所消耗的功率时，若有两台及两台以上同类型电机，则按实际使用台数进行计算。
111.(4)计算各类负荷的总功率，按其同时系数计算总负荷。对于第一类负荷，基于机房用电量设备最大负荷的不同时性，同时系数取0.8
〜
0.9；对于第二类负荷，在计算时将第二类负荷总加起来后再乘以同时系数，同时系数在0.3
〜
0.5的范围中选择。对于第三类负荷，同时系数可取0
〜
0.001。
112.同时系数表示一组同功率的用电设备的同时使用情况，同时系数k为。
113.k=n/m。
114.其中，n为一组同时工作的用电设备数目，m为该组用电设备的总数。
115.各类负荷的总功率p为。
116.p=k1p1 k2p2 k3p3。
117.其中，k1、k2、k3分别为第一类负荷、第二类负荷和第三类负荷的同时系数，p1、p2、p3分别为第一类负荷、第二类负荷和第三类负荷的总功率。
118.其中，上述监控处理模块、数据管理模块和配电规划模块通过对应的进程和线程实现相应功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。
119.本发明的一种配电规划监控及数据管理系统，对厂站进行实时数据采集与设备控制，利用改进的gui、数据和信息、智能告警处理、与其他应用系统的集成以及安全提升来较好地实现系统的状态感知。同时系统的架构具有层式结构，允许扩展系统的规模、用户数和各类应用，并针对特定区域进行供配电的合理规划和有效管理。
120.出于示例和说明目的给出了对本发明的描述，但所述描述并非旨在是穷举的或是将本发明限于所公开的形式。对于所属技术领域的普通技术人员来说，许多修改和变化都将是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理和实际应用，并且当适合于所构想的特定使用时，使得所属技术领域的其它普通技术人员能够理解本发明的具有各种修改的各种实施例。