一種電力網中供電能力異常的監測方法、裝置及系統與流程
2024-02-04 15:57:15
本發明涉及電力網運檢設備監測領域，具體涉及一種電力網絡中供電能力異常的監測方法、裝置及系統。
背景技術：
隨著我國工農業生產的發展和人民生活水平的提高，作為國民經濟基礎之一的電力行業取得了迅猛的發展，電力系統輸配電的安全性和可靠性也越來越受到電力系統運行、管理和科研人員的關注。輸電線路的各種事故是影響電力線路安全運行的重要因素之一。因此提供一種能對電力網進行有效全面的檢測方法具有很大的意義。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種電力網中供電能力異常的監測方法、裝置及系統，能夠根據各個監測點的數據對供電能力異常進行分析，快速確定供電異常的二級原因，減少大量的人力，物力的檢修投入。
為解決上述技術問題，本發明提供一種電力網中供電能力異常的監測方法，包括如下步驟：
步驟S10、周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓數據；
步驟S12、按照監測點從低到高的順序並依據預定策略，將所述周期性採集到的各監測點的電壓數據與各監測點相對應的預設閾值範圍進行比較，並確定異常監測點；
步驟S14、獲取異常監測點的數據，如果發生異常的持續時間超過預設的第二閾值，且所述監測點位於主變的低壓側各段的母線上，則以預定的第二策略進行供電能力異常分析，確定供電能力異常的原因並記錄。
其中，所述步驟S12具體包括：
步驟S120，按級別從低到高的先後順序，將當前級別監測點上所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，如果比較結果為處於所述閾值範圍之外，則將上一級監測點所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，直至當前上一級監測點所採集到的電壓值在其對應閾值範圍之內，或者監測點到達最上一級監測點；
步驟S122，將步驟S120中所述當前上一級監測點或最上一級監測點確定為異常監測點，將所述異常監測點所處的線路確定為異常線路。
其中，進一步包括：
預先設置供電能力異常為一級原因；供電能力異常包括以下二級原因：主變過載、主變重載、主變輕載；對上述二級原因按上述的順序設置優先級進行編號。
其中，所述步驟S14包括：
步驟S140，獲取所述異常監測點在預定周期內的電壓曲線，獲取監測點關聯的母線分段，根據母線分段獲取主變的高壓側繞組，獲取主變高壓側的額定容量和預定周期內的視在功率、有功功率；
步驟S142，根據所述額定容量、視在功率、有功功率計算出當前時間點的容載比；
步驟S144，如果當前的容載比大於第三閾值且此時的電壓處於上限之上，則確定異常的原因為主變重載或者過載；如果當前的容載比小於第三閾值並且電壓處於下限之下，則確定此時的異常原因為主變輕載；
步驟S146，記錄並輸出所述二級原因。
其中，進一步包括：
如果無法獲取異常監測點的數據，則直接生成相應無數據的日誌傳輸至終端。
相應地，本發明實施例的另一方面，還提供一種電力網中供電能力異常的監測裝置，包括：
電壓值獲取單元，用於獲得周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓數據；
比較處理單元，用於按照監測點從低到高的順序並依據預定策略，將所述周期性採集到的各監測點的電壓數據與各監測點相對應的預設閾值範圍進行比較，確定異常監測點；
供電能力異常分析單元，用於獲取異常監測點的數據，如果發生異常的持續時間超過預設的第二閾值，且所述監測點位於主變的低壓側各段的母線上，則以預定的第二策略進行供電能力異常分析，確定供電能力異常的原因，並記錄。
其中，所述比較處理單元具體包括：
比較判斷單元，用於按級別從低到高的先後順序，將當前級別監測點上所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，如果比較結果為處於所述閾值範圍之外，則將上一級監測點所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，直至當前上一級監測點所採集到的電壓值在其對應閾值範圍之內，或者監測點到達最上一級監測點；
異常確定單元，用於比較判斷單元中確定的所述當前上一級監測點或最上一級監測點確定為異常監測點，將所述異常監測點所處的線路確定為異常線路。
其中，進一步包括：
設置單元，用於預先設置供電能力異常為一級原因；供電能力異常包括以下二級原因：主變過載、主變重載、主變輕載；對上述二級原因按上述的順序設置優先級進行編號。
其中，所述供電能力異常分析單元包括：
異常信息獲取單元，用於獲取所述異常監測點在預定周期內的電壓曲線，獲取監測點關聯的母線分段，根據母線分段獲取主變的高壓側繞組，獲取主變高壓側的額定容量和預定周期內的視在功率、有功功率；
計算單元，用於根據所述額定容量、視在功率、有功功率計算出當前時間點的容載比；
比較判斷單元，用於在當前的容載比大於第三閾值且此時的電壓處於上限之上，則確定異常的原因為主變重載或者過載；如果當前的容載比小於第三閾值並且電壓處於下限之下，則確定此時的異常原因為主變輕載；
異常原因輸出單元，用於記錄並輸出所述二級原因。
其中，進一步包括：
日誌生成單元，用於在無法獲取異常監測點的數據時，生成相應無數據的日誌並傳輸至終端。
相應地，本發明實施例還提供一種電力網絡中供電能力異常的監測系統，包括：
多個電壓檢測儀，用於周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓值；
通信平臺，與所述多個電壓檢測儀實現有線或無線連接，接收來自所述多個電壓檢測儀所採集到的各個監測點的電壓值；
分析中心，與所述通信平臺通過無線連接，包含前述的電力網絡中供電異常的監測裝置。
實施本發明，具有如下有益效果：
本發明提供的一種電力網中供電能力異常的監測方法、裝置及系統，可以根據預設定比較策略及時獲得故障位置及故障現象等信息，極大的縮短故障查找時間，有助於快速排除故障、快速獲得供電能力異常的二級原因，提高供電可靠性。同時大大減少故障巡線人員，提高工作效率。
附圖說明
圖1是本發明提供的一種電力網中供電能力異常的監測方法的一個實施例的主流程示意圖；
圖2是圖1中在電力網中設置監測點的示意圖；
圖3是圖1中步驟S12的更詳細的流程示意圖；
圖4是圖1中步驟S14的更詳細的流程示意圖
圖5是本發明提供的一種電力網中供電能力異常的監測裝置的結構示意圖；
圖6是圖5中供電能力異常分析單元的結構示意圖。
具體實施方式
下述將結合附圖對本發明進行詳細說明。
如圖1所示，示出了本發明提供的一種電力網中能力異常的監測方法的一個實施例的主流程示意圖；並請一併結合圖2至圖4所示，在該實施例中，該方法包括如下步驟：
步驟S10、周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓數據，所述監測點按級別高低依次設置於下述位置：變電站的主變壓器的高壓母線段，連接在主變電站的各段低壓側母線段；用戶變電器的高壓側母線段；專門變壓器的高壓側母線上和公用變壓器的低壓側的首端和末端；
具體地，可參見圖3所示，在電網中的圖示位置設置監測點，每個監測點均設置有電壓監測儀。其中，變電站的主變壓器的高壓母線段A，連接在主變電站的各段低壓側母線段B；用戶變電器的高壓側母線段C；專門變壓器的高壓側母線上D和公用變壓器的低壓側的首端E和末端F為監測點的設置位置。如圖所示A類和B類監測點本身監測的設備就是與其關聯的設備，所以這兩類監測點可以對比電壓監測儀數據與EMS數據以判定電壓監測儀因素，在該圖中為最高級別的監測點。而C類用戶端、D類、E類首端、F類末端四類監測點本身監測的設備與關聯的設備不同，在一個例子中，B、C、D類監測點可以通過關聯的設備自動尋找上級電源點，E、F類的上級電源點可以通過手動關聯實現。
其中，預定周期可以設置為T分鐘，一般情況下，該T大於一分鐘。
步驟S12、按照監測點從低到高的順序並依據預定策略，將所述周期性採集到的各監測點的電壓數據與各監測點相對應的預設閾值範圍進行比較，並確定異常監測點；
所述步驟S12，具體包括：
步驟S120，按級別從低到高的先後順序，將當前級別監測點上所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，如果比較結果為處於所述閾值範圍之外，則將上一級監測點（監測點所連接的上一級電源所在的監測點）所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，直至當前上一級監測點所採集到的電壓值在其對應閾值範圍之內，或者監測點到達最上一級監測點（即監測點到達主變壓器的高壓母線）；
其中，所述步驟S120進一步包括：
在比較到上一級的監測點所採集到的電壓值處於其對應的閾值範圍之外時，檢索獲得所述上一級監測點所採集的電壓值超出其對應的閾值範圍的開始時間，將所述開始時間記錄進所述監測點的ID所對應的數據列表中。
步驟S122，將步驟S120中所述當前上一級監測點或最上一級監測點確定為異常監測點，將所述異常監測點所處的線路確定為異常線路。
步驟S14、獲取異常監測點的數據，如果發生異常的持續時間超過預設的第二閾值，且所述監測點位於主變的低壓側各段的母線上，則以預定的第二策略進行供電能力異常分析，確定供電能力異常的原因並記錄。
可以理解的是，在本發明的實施例中先預先設置供電能力異常為一級原因；供電能力異常包括以下二級原因：主變過載、主變重載、主變輕載；對上述二級原因按上述的順序設置優先級進行編號。
所述步驟S14包括：
步驟S140，獲取所述異常監測點在預定周期內的電壓曲線，獲取監測點關聯的母線分段，根據母線分段獲取主變的高壓側繞組，獲取主變高壓側的額定容量和預定周期內的視在功率、有功功率；
步驟S142，根據所述額定容量、視在功率、有功功率計算出當前時間點的容載比，其中容載比=額定容量/開方（有功功率^2+無功功率^2），其中無功功率可以通過該視在功率計算得出；
步驟S144，如果當前的容載比大於第三閾值且此時的電壓處於上限之上，則確定異常的原因為主變重載或者過載；如果當前的容載比小於第三閾值並且電壓處於下限之下，則確定此時的異常原因為主變輕載；
步驟S146，記錄並輸出所述二級原因。
可以理解的是，進一步包括：
如果無法獲取異常監測點的數據，則直接生成相應無數據的日誌傳輸至終端。
可以理解的是，在本發明提供的方法中，需要預先確定每一監測點所對應的閾值範圍，具體地，預先根據EMS電能量管理系統中的設備靜態檔案信息確定所述每一監測點所對應的閾值範圍；
其中，所述設備靜態檔案信息至少包括主變、電容器的靜態信息，所述主變的靜態信息包括額定電壓、額定容量、電壓比、檔位、是否有載，其中，電壓比和檔位可以只考慮主變高壓側繞組；所述電容器的靜態信息包括：額定電壓、額定電流、額定容量。
如圖5所示，示出了本發明提供的一種電力網在線異常的監測裝置的一個實施例的結構示意圖，在該實施例中，該電力網在線異常的監測裝置1包括：
電壓值獲取單元10，用於獲得周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓數據，所述監測點按級別高低依次設置於下述位置：變電站的主變壓器的高壓母線段，連接在主變電站的各段低壓側母線段；用戶變電器的高壓側母線段；專門變壓器的高壓側母線上和公用變壓器的低壓側的首端和末端；
比較處理單元12，用於按照監測點從低到高的順序並依據預定策略，將所述周期性採集到的各監測點的電壓數據與各監測點相對應的預設閾值範圍進行比較，確定異常監測點；
供電能力異常分析單元14，用於獲得所述異常監測點相關的異常確定數據，並進行存儲；
閾值設置單元16，用於獲取異常監測點的數據，如果發生異常的持續時間超過預設的第二閾值，且所述監測點位於主變的低壓側各段的母線上，則以預定的第二策略進行供電能力異常分析，確定供電能力異常的原因，並記錄；
分配單元13，用於預先為所有監測點進行編號，並對應分配一個ID號，每個監測點的ID對應設置一個數據列表；
存儲單元15，用於將每隔預定周期測量所有監測點的電壓值，存入每一監測點ID所對應的數據列表中。
其中，所述比較處理單元12具體包括：
比較判斷單元121，用於按級別從低到高的先後順序，將當前級別監測點上所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，如果比較結果為處於所述閾值範圍之外，則將上一級監測點所採集到的電壓值與其預定的閾值範圍進行對比，直至當前上一級監測點所採集到的電壓值在其對應閾值範圍之內，或者監測點到達最上一級監測點；
開始時間記錄單元121，用於在比較到上一級的監測點所採集到的電壓值處於其對應的閾值範圍之外時，檢索獲得所述上一級監測點所採集的電壓值超出其對應的閾值範圍的開始時間，將所述開始時間記錄進所述監測點的ID所對應的數據列表中；
異常確定單元122，用於比較判斷單元120中確定的所述當前上一級監測點或最上一級監測點確定為異常監測點，將所述異常監測點所處的線路確定為異常線路；
設置單元16，用於預先設置供電能力異常為一級原因；供電能力異常包括以下二級原因：主變過載、主變重載、主變輕載；對上述二級原因按上述的順序設置優先級進行編號。
請一併參見圖6所示，
所述供電能力異常分析單元14包括：
異常信息獲取單元140，用於獲取所述異常監測點在預定周期內的電壓曲線，獲取監測點關聯的母線分段，根據母線分段獲取主變的高壓側繞組，獲取主變高壓側的額定容量和預定周期內的視在功率、有功功率；
計算單元141，用於根據所述額定容量、視在功率、有功功率計算出當前時間點的容載比；
比較判斷單元142，用於在當前的容載比大於第三閾值且此時的電壓處於上限之上，則確定異常的原因為主變重載或者過載；如果當前的容載比小於第三閾值並且電壓處於下限之下，則確定此時的異常原因為主變輕載；
異常原因輸出單元143，用於記錄並輸出所述二級原因。
日誌生成單元144，用於在無法獲取異常監測點的數據時，生成相應無數據的日誌並傳輸至終端。
更多的細節可以參考前述對圖1至圖4的描述。
相應地，本發明實施例還提供了一種電力網在線異常的監測系統，其包括：
多個電壓檢測儀，用於周期性採集設置於在電力網電路中特定位置的監測點上的電壓值，所述監測點按級別高低包括：變電站的主變壓器的高壓母線段，連接在主變電站的各段低壓側母線段；用戶變電器的高壓側母線段；專門變壓器的高壓側母線上和公用變壓器的低壓側的首端和末端；
通信平臺，與所述多個電壓檢測儀實現有線或無線連接，接收來自所述多個電壓檢測儀所採集到的各個監測點的電壓值；
分析中心，與所述通信平臺通過無線連接，包含前述的電力網中供電異常的監測裝置1，對於電力網在線異常的監測裝置1具體結構以及功能，可參見前述對圖4以及圖5的描述，在此不進行詳述。
實施本發明，具有如下有益效果：
本發明提供的一種電力網中供電能力異常的監測方法、裝置及系統，可以根據預設定比較策略及時獲得故障位置及故障現象等信息，極大的縮短故障查找時間，有助於快速排除故障、快速獲得供電能力異常的二級原因，提高供電可靠性。同時大大減少故障巡線人員，提高工作效率。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但它們並不是用來限定本發明的，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，自當可作各種變化或潤飾，因此本發明的保護範圍應當以本申請的權利要求保護範圍所界定的為準。