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1、(10)申请公布号 CN 103760466 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103760466 A (21)申请号 201410036301.X (22)申请日 2014.01.26 G01R 31/08(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 南京南瑞集团公司 (72)发明人 施秀萍 陈波 范新桥 张文朝 李波 赵恩东 (74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 11271 代理人 徐国文 (54) 发明名称 一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定 位方法 (57) 摘要 本发明涉及电力系统。
2、实时动态监测和电力系 统稳定领域， 具体涉及一种基于离线数据的扰动 源定位系统及其定位方法。本发明提供的系统是 低频振荡监测与扰动源定位系统的离线版， 本发 明可以利用 BPA 稳定计算输出数据以及扰动过程 记录的历史库数据， 按照扰动定位功能要求实现 数据接口， 将内部数据转化为可识别的数据模型， 同时采用割集定位算法进行计算， 实现重点区域 的扰动源定位、 重点机组的设备级定位和控制级 的扰动源定位， 并实现扰动源定位信息展示、 低频 振荡模式信息展示以及割集计算结果展示。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (1。
3、2)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103760466 A CN 103760466 A 1/2 页 2 1. 一种基于离线数据的扰动源定位系统， 其特征在于， 所述系统包括 ： 数据提取模块 ： 用于 BPA 输出数据解析和历史库数据解析 ； 数据计算模块 ： 用于 a） 对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流数据进行预处理 ； b） 低 频振荡模式识别 ； c） 利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力矩 值 ； d） 定位扰动源机组 ； 配置工具模块 ： 用于从历史数据库中获取割集信息， 通过自定义生成割集配置信息 ；。
4、 以及从 BPA 数据文件中获取信息， 并生成割集配置信息 ； 数据显示模块 ： 用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析结果 ； 显示各级割 集能量 ； 显示综合力矩以及显示扰动源定位结果 ； 数据输出模块 ： 用于输出扰动源定位结果。 2. 如权利要求 1 所述的扰动源定位系统， 其特征在于， 所述数据提取模块包括历史数 据接口模块和数据文件接口模块， 所述历史数据接口模块用于历史库数据解析 ； 所述数据 文件接口模块用于 BPA 输出数据解析。 3. 如权利要求 1 所述的扰动源定位系统， 其特征在于， 所述数据计算模块包括计算数 据预处理模块、 低频振荡计算。
5、模块和扰动源定位计算模块 ； 所述计算数据预处理模块用于 对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流数据进行预处理 ； 所述低频振荡计算模块用于低频 振荡模式识别 ； 所述扰动源定位计算模块用于定位扰动源机组。 4. 如权利要求 1 所述的扰动源定位系统， 其特征在于， 所述数据显示模块包括低频计 算结果展示模块和振荡源定位计算结果展示模块 ； 所述低频计算结果展示模块用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析结果 ； 显示各级割集能量以及显示综合力矩 ； 所 述振荡源定位计算结果展示模块用于显示扰动源定位结果。 5. 如权利要求 1 所述的扰动源定位系统， 其特。
6、征在于， 所述配置工具模块包括割集配 置模块， 所述割集配置模块用于从历史数据库中获取已定义的割集信息， 自动生成可用的 割集配置信息 ； 以及从 BPA 数据文件中获取配置信息， 并通过自定义生成生成割集配置信 息 ； 所述割集信息包括一级割集配置参数、 二级割集配置参数、 三级割集配置参数 ； 割集配 置信息主要包括线路信息和发电机组信息。 6. 一种基于离线数据的扰动源定位方法， 其特征在于， 所述方法包括下述步骤 ： （1） 选择数据源， 当数据源为本地 BPA 文本数据， 依次执行步骤 （2） -（6） ； 当数据源为 历史数据时， 依次执行步骤 （7） -（10） ； （2） 对本。
7、地 BPA 文本数据进行预处理 ； （3） 判断预处理后的本地 BPA 文本数据是否创建割集组， 若是， 则用户创建割集组 ； 若 否， 则读取割集组配置 ； （4） 为割集组选择线路 ； （5） 为割集组选择发电机 ； （6） 判断是否继续创建割集组， 若是， 则返回步骤 （3） ， 并保存用户配置信息 ； 否则， 执 行步骤 （11） ； （7） 从割集参数表读取割集参数， 在内存中构建一级割集、 二级割集和三级割集 ； （8） 读取扰动定位表 ； 权 利 要 求 书 CN 103760466 A 2 2/2 页 3 （9） 读取历史数据 ； （10） 数据预处理 ； （11） 用 Pro。
8、ny 算法对系统动态特性曲线进行拟合， 可以直接估计出频率、 相位、 振幅和 衰减因子， 并根据 Prony 分解结果对割集进行能量计算 ； （12） 利用发电机组的有功、 电压、 频率通过积分求和的方式获得发电机组的力矩 ； （13） 展示结果曲线和表格。 7. 如权利要求 6 扰动源定位方法， 其特征在于， 所述步骤 （2） 中， 解析 BPA 文本数据， 从 BPA 数据中获取厂站信息， 再根据厂站信息获取线路和发电机组的功率、 频率、 电压、 电流数 据信息， 形成定位算法需要的数据模型。 8. 如权利要求 6 扰动源定位方法， 其特征在于， 所述步骤 （3） 中， 根据从 BPA 数。
9、据中获 取的厂站信息、 线路和发电机组信息， 进行割集配置并生成割集配置关系。 9. 如权利要求 6 扰动源定位方法， 其特征在于， 所述步骤 （11） 中， 根据割集组配置的线 路和发电机信息， 进行 Prony 分析， 得出割集能量和力矩积分 ； 并确定扰动机组。 10. 如权利要求 6 扰动源定位方法， 其特征在于， 所述步骤 （12） 中， 根据计算得到的发 电机组力矩， 按照力矩大小进行排序， 最终确定扰动机组。 权 利 要 求 书 CN 103760466 A 3 1/4 页 4 一种基于离线数据的扰动源定位系统及其定位方法 技术领域 0001 本发明涉及电力系统实时动态监测和电力。
10、系统稳定领域， 具体涉及一种基于离线 数据的扰动源定位系统及其定位方法。 背景技术 0002 低频振荡是电力系统中发生频繁、 对系统稳定运行造成严重影响的一类事故。对 于造成振荡的扰动源的识别目前未有更好地方法。 发明内容 0003 针对现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种基于离线数据的扰动源定位系统 及其定位方法， 本发明是低频振荡监测与扰动源定位系统的离线版， 开发了扰动源定位离 线分析系统， 该系统能够迅速准确地判断电网中产生低频扰动的扰动源。 0004 本发明的目的是采用下述技术方案实现的 ： 0005 本发明提供一种基于离线数据的扰动源定位系统， 其改进之处在于， 所述系统包 括。
11、 ： 0006 数据提取模块 ： 用于 BPA 输出数据解析和历史库数据解析 ； 0007 数据计算模块 ： 用于 a） 对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流数据进行预处理 ； b） 低频振荡模式识别 ； c） 利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力 矩值 ； d） 定位扰动源机组 ； 0008 配置工具模块 ： 用于从历史数据库中获取割集信息， 通过自定义生成割集配置信 息 ； 以及从 BPA 数据文件中获取信息， 并生成割集配置信息 ； 0009 数据显示模块 ： 用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析结果 ； 显示各 级割集能量 。
12、； 显示综合力矩以及显示扰动源定位结果 ； 0010 数据输出模块 ： 用于输出扰动源定位结果。 0011 进一步地， 所述数据提取模块包括历史数据接口模块和数据文件接口模块， 所述 历史数据接口模块用于历史库数据解析 ； 所述数据文件接口模块用于 BPA 输出数据解析。 0012 进一步地， 所述数据计算模块包括计算数据预处理模块、 低频振荡计算模块和扰 动源定位计算模块 ； 所述计算数据预处理模块用于对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流 数据进行预处理 ； 所述低频振荡计算模块用于低频振荡模式识别 ； 所述扰动源定位计算模 块用于定位扰动源机组。 0013 进一步地， 所述数据显。
13、示模块包括低频计算结果展示模块和振荡源定位计算结果 展示模块 ； 所述低频计算结果展示模块用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析 结果 ； 显示各级割集能量以及显示综合力矩 ； 所述振荡源定位计算结果展示模块用于显示 扰动源定位结果。 0014 进一步地， 所述配置工具模块包括割集配置模块， 所述割集配置模块用于从历史 数据库中获取已定义的割集信息， 自动生成可用的割集配置信息 ； 以及从 BPA 数据文件中 说 明 书 CN 103760466 A 4 2/4 页 5 获取配置信息， 并通过自定义生成生成割集配置信息 ； 0015 所述割集信息包括一级割集配置参。
14、数、 二级割集配置参数、 三级割集配置参数 ； 割 集配置信息主要包括线路信息和发电机组信息。 0016 本发明还提供一种基于离线数据的扰动源定位方法， 其改进之处在于， 所述方法 包括下述步骤 ： 0017 （1） 选择数据源， 当数据源为本地 BPA 文本数据， 依次执行步骤 （2） -（6） ； 当数据 源为历史数据时， 依次执行步骤 （7） -（10） ； 0018 （2） 对本地 BPA 文本数据进行预处理 ； 0019 （3） 判断预处理后的本地 BPA 文本数据是否创建割集组， 若是， 则用户创建割集 组 ； 若否， 则读取割集组配置 ； 0020 （4） 为割集组选择线路 ； 。
15、0021 （5） 为割集组选择发电机 ； 0022 （6） 判断是否继续创建割集组， 若是， 则返回步骤 （3） ， 并保存用户配置信息 ； 否 则， 执行步骤 （11） ； 0023 （7） 从割集参数表读取割集参数， 在内存中构建一级割集、 二级割集和三级割集 ； 0024 （8） 读取扰动定位表 ； 0025 （9） 读取历史数据 ； 0026 （10） 数据预处理 ； 0027 （11） 用 Prony 算法对系统动态特性曲线进行拟合， 可以直接估计出频率、 相位、 振 幅和衰减因子， 并根据 Prony 分解结果对割集进行能量计算 ； 0028 （12） 利用发电机组的有功、 电压、。
16、 频率通过积分求和的方式获得发电机组的力 矩 ； 0029 （13） 展示结果曲线和表格。 0030 进一步地， 所述步骤 （2） 中， 解析 BPA 文本数据， 从 BPA 数据中获取厂站信息， 再根 据厂站信息获取线路和发电机组的功率、 频率、 电压、 电流数据信息， 形成定位算法需要的 数据模型。 0031 进一步地， 所述步骤 （3） 中， 根据从 BPA 数据中获取的厂站信息、 线路和发电机组 信息， 进行割集配置并生成割集配置关系。 0032 进一步地， 所述步骤 （11） 中， 根据割集组配置的线路和发电机信息， 进行 Prony 分 析， 得出割集能量和力矩积分 ； 并确定扰动。
17、机组。 0033 进一步地， 所述步骤 （12） 中， 根据计算得到的发电机组力矩， 按照力矩大小进行排 序， 最终确定扰动机组。 0034 与现有技术比， 本发明达到的有益效果是 ： 0035 本发明利用 BPA 稳定计算输出数据以及扰动过程记录的历史库数据， 按照扰动定 位功能要求实现数据接口， 将内部数据转化为可识别的数据模型， 同时采用割集定位算法 进行计算， 实现重点区域的扰动源定位、 重点机组的设备级定位和控制级的扰动源定位， 并 实现扰动源定位信息展示、 低频振荡模式信息展示以及割集计算结果展示。 附图说明 说 明 书 CN 103760466 A 5 3/4 页 6 0036 。
18、图 1 是本发明提供的扰动源定位离线分析系统的结构示意图 ； 0037 图 2 是本发明提供的扰动源定位方法的流程图。 具体实施方式 0038 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。 0039 本发明提供一种基于离线数据的扰动源定位系统， 其结构图如图 1 所示， 包括 ： 0040 数据提取模块 ： 用于 BPA 输出数据解析和历史库数据解析 ； 0041 数据计算模块 ： 用于 a） 对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流数据进行预处理 ； b） 低频振荡模式识别 ； c） 利用割集能量法和综合力矩法来计算割集能量和发电机组综合力 矩值 ； d） 定位扰动源机组 ；。
19、 0042 配置工具模块 ： 用于从历史数据库中获取割集信息， 通过自定义生成割集配置信 息 ； 以及从 BPA 数据文件中获取信息， 并生成割集配置信息 ； 0043 数据显示模块 ： 用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析结果 ； 显示各 级割集能量 ； 显示综合力矩以及显示扰动源定位结果 ； 0044 数据输出模块 ： 用于输出扰动源定位结果。 0045 数据提取模块包括历史数据接口模块和数据文件接口模块， 所述历史数据接口模 块用于历史库数据解析 ； 所述数据文件接口模块用于 BPA 输出数据解析。 0046 数据计算模块包括计算数据预处理模块、 低频振荡。
20、计算模块和扰动源定位计算模 块 ； 所述计算数据预处理模块用于对线路、 发电机的有功、 频率、 电压、 电流数据进行预处 理 ； 所述低频振荡计算模块用于低频振荡模式识别 ； 所述扰动源定位计算模块用于定位扰 动源机组。 0047 数据显示模块包括低频计算结果展示模块和振荡源定位计算结果展示模块 ； 所述 低频计算结果展示模块用于显示 BPA 数据 ； 显示历史数据 ； 显示 PRONY 分析结果 ； 显示各 级割集能量以及显示综合力矩 ； 所述振荡源定位计算结果展示模块用于显示扰动源定位结 果。 0048 配置工具模块包括割集算法配置模块， 所述割集算法配置模块用于从历史数据库 中获取割集信。
21、息， 通过自定义生成割集配置信息 ； 以及从 BPA 数据文件中获取信息， 并生成 割集配置信息 ； 所述割集信息包括一级割集配置参数、 二级割集配置参数、 三级割集配置参 数。 0049 该系统应用的软件环境为麒麟操作系统 （Linux） ； 0050 硬件环境包括 ： 0051 1） 硬件 ： 联想服务器 ； 0052 2） CPU ： Intel(R)Xeon(R)CPU E5-260902.40Hz ； 0053 3） 内存 ： 32GB ； 0054 4） 硬盘 ： 1000GB ； 0055 5） 数据库 ： 达梦数据库。 0056 本发明还提供一种基于离线数据的扰动源定位方法， 。
22、流程图如图 2 所示， 包括下 述步骤 ： 0057 （1） 选择数据源， 当数据源为本地 BPA 文本数据， 依次执行步骤 （2） -（6） ； 当数据 说 明 书 CN 103760466 A 6 4/4 页 7 源为历史数据时， 依次执行步骤 （7） -（10） ； 0058 （2） 对本地 BPA 文本数据进行预处理 ； 解析 BPA 文本数据， 将发电机、 线路、 厂站信 息进行预处理转换成定位算法需要的数据模型。从 BPA 数据中获取厂站信息， 再根据厂站 信息获取线路和发电机组的功率、 频率、 电压、 电流等数据信息， 形成定位算法需要的数据 模型。 0059 （3） 判断预处理。
23、后的本地 BPA 文本数据是否创建割集组， 若是， 则用户创建割集 组 ； 若否， 则读取割集组配置 ； 创建割集组的方法是根据从 BPA 数据中获取的厂站信息、 线 路和发电机组信息， 进行割集配置并生成割集配置关系。 0060 （4） 为割集组选择线路 ； 0061 （5） 为割集组选择发电机 ； 0062 （6） 判断是否继续创建割集组， 若是， 则返回步骤 （3） ， 并保存用户配置信息 ； 否 则， 执行步骤 （11） ； 0063 （7） 从割集参数表读取割集参数， 在内存中构建一级割集、 二级割集和三级割集 ； 0064 （8） 读取扰动定位表 ； 0065 （9） 读取历史数据。
24、 ； 0066 （10） 数据预处理 ； 0067 （11） 用 Prony 算法对系统动态特性曲线进行拟合， 可以直接估计出频率、 相位、 振 幅和衰减因子， 并根据 Prony 分解结果对割集进行能量计算 ； 0068 （12） 利用发电机组的有功、 电压、 频率通过积分求和的方式获得发电机组的力 矩 ； 0069 （13） 展示结果曲线和表格。 0070 本发明通过对内部数据的预处理， 将 BPA 数据、 历史库数据转化为系统可以识别 的数据模型， 并采用割集定位算法进行计算， 实现扰动源定位、 低频振荡模式展示以及割集 计算结果展示。 0071 最后应当说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制， 尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明， 所属领域的普通技术人员应当理解 ： 依然 可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 而未脱离本发明精神和范围的任何 修改或者等同替换， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103760466 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103760466 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103760466 A 9 。