【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力設備監測，更具體地說，本專利技術涉及一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統及方法。
技術介紹
1、隨著電網互聯程度的日益增加，低頻振蕩會隨著故障擾動的出現而發生，會導致節點電壓和聯絡線功率發生振蕩，頻率范圍一般在0.2—2.5hz之間，區間振蕩是由于不同區域的發電機轉子之間的失步導致的，而振蕩發電機分布在不同區域，會導致振蕩在整個互聯電力系統中傳播，且在系統阻尼較弱時，互聯電力系統的低頻振蕩幅度會持續增加，導致電力系統失去穩定而解列，給互聯電力系統的安全穩定造成嚴重危害，在當下光電的大規模發展背景下，光電的強隨機性與波動性使得發電量和發電功率時常變化，進一步加劇了區間低頻振蕩的問題，導致線路跳閘、網絡分裂、系統電壓崩潰及發電機停運，甚至造成電網的大面積崩潰，產生嚴重經濟損失，而廣域測量系統(wide-area?measurementsystem，wams)能夠實時監控電力系統運行狀態，相量測量單元(phasor?measurementunit，pmu)實時采集發電機相對功角、母線電壓、聯絡功率的等廣域測量信號，在線監測分析互聯電力系統的發電機運行，廣域阻尼控制器(wide-area?damping?controller，wadc)能提升區間低頻振蕩抑制效果，發電機勵磁系統，勵磁系統不能及時響應光伏發電的變化，會導致電網頻率和電壓的波動，而穩壓器和勵磁電路響應速度變慢也會影響勵磁系統對光伏發電波動的調節能力，而現有廣域阻尼控制器中還無法智能驅動控制方法來改善廣域阻尼控制效果，無法將被控系統的實測輸入和輸出數據與實
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，本專利技術提供一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統及方法，是通過廣域測量系統實時監測電力系統關鍵參數，智能驅動算法結合低頻振蕩特征實現動態調節，提升系統穩定性，能有效抑制低頻振蕩，保障電力系統安全運行，并適應光伏發電波動，減小系統波動對穩定性的影響。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，包括廣域測量系統、數據采集單元、數據處理單元和存儲單元，廣域測量系統與數據采集單元相連，數據采集單元與數據處理單元、存儲單元均相連，數據采集單元用于從廣域測量系統中實時采集勵磁系統的勵磁電流限制值、轉子轉速、電壓、功率因數、轉子相對功角、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間、振蕩模式識別指標以及實時測量的節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率，數據處理單元包括數據預處理模塊、參數提取模塊和智能驅動算法模塊，數據預處理模塊和參數提取模塊相連，參數提取模塊和智能驅動算法模塊相連，參數提取模塊利用預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式提取勵磁電流限制值、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間及振蕩模式識別指標中的低頻振蕩靜態特征分析值，利用預設的發電機勵磁系統動態特征提取公式提取轉子轉速、電壓、功率因數及轉子相對功角中的低頻振蕩動態特征分析值，利用預設的通信時延特征提取公式提取節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率中的低頻振蕩特征分析值，智能驅動算法模塊基于無模型自適應預測控制的數據智能驅動算法，預測和分析發電機勵磁系統和通信時延未來出現的低頻振蕩，動態調整發電機勵磁系統和通信時延，應對電力系統中出現的低頻振蕩。
4、作為本專利技術進一步的方案，廣域測量系統用于提供電力系統各個節點之間的時間同步測量數據，包括分布在電力系統網絡中用于實時測量節點數據的相量測量單元、數據中心、數據處理存儲設備、監控顯示設備。
5、作為本專利技術進一步的方案，在數據處理單元中，數據預處理模塊用于對數據采集單元采集的數據進行數據清洗、數據對齊、數據采樣、數據插值、數據壓縮和異常檢測。
6、作為本專利技術進一步的方案，在數據處理單元中，預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式為：
7、fs＝ilim+vreg+tres+posc
8、式中：fs為發電機勵磁系統低頻振蕩靜態特征分析值，ilim為勵磁電流限制值，vreg為穩壓器調節量，tres為勵磁系統響應時間，posc為振蕩模式識別指標。
9、作為本專利技術進一步的方案，在預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式中，結合正弦函數和對數函數從勵磁電流的數據中獲取勵磁電流限制值，勵磁電流限制值獲取的方式為：
10、ilim＝a1·sin(b1·iexc)+a2·lg(c1·iexc+1)
11、其中，iexc為勵磁電流，a1、b1、a2、c1為預設的常數系數，根據實際需求設定；
12、利用穩壓器電壓平方和勵磁電壓線性變化值的比值獲取穩壓器調節量，穩壓器調節量的獲取方式為：
13、
14、其中，vstab為穩壓器電壓，vexc為勵磁電壓，a3、b2、c2為預設的常數系數，根據實際需求設定。
15、作為本專利技術進一步的方案，在預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式中，結合指數函數和線性函數通過勵磁系統上升時間和勵磁系統衰減時間獲取勵磁系統響應時間，勵磁系統響應時間的獲取方式為：
16、
17、式中：trise為勵磁系統上升時間，tdecay為勵磁系統的衰減時間，a4、b3、c3為預設的常數系數，根據實際需求設定；
18、利用電壓的均方根值的平方和其振蕩頻率線性變化值的比值獲取振蕩模式識別指標，振蕩模式識別指標的公式為：
19、
20、式中：vrms為電壓的均方根值，fosc為電壓的振蕩頻率，a5、b4為預設的常數系數，根據實際需求設定。
21、作為本專利技術進一步的方案，預設的發電機勵磁系統動態特征提取公式為：
22、fa＝nspeed+vvoltage+pfpower+δangle
23、式中：fa為發電機勵磁系統低頻振蕩動態特征分析值，nspeed為轉子轉速，vvoltage為電壓，pfpower為功率因數，δangle為轉子相對功角。
24、作為本專利技術進一步的方案，預設的通信時延特征提取公式為：
25、
26、式中：fcont為發電機勵磁系統通信低頻振蕩特征分析值，tdelay為節點通信時延，為所有節點通信時延的均值，ploss為通信丟包率，為所有節點的通信丟包率最大值與最小值之和的二分之一，pdist為通信時延分布比例，為所有節點中存在通信時延的節點所占比例。
27、一種用于電力設備監測的智能驅動控制方法，應用上述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，包括如下步驟：
28、步驟一，數據采集：數據采集單元從廣域測量系統中實時采集勵磁系統和通信時延的各項參數，包括勵磁電流限制值、轉子轉速、電壓、功率因數、轉子相對功角、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間、振蕩模式識別指標以及節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，包括廣域測量系統、數據采集單元、數據處理單元和存儲單元，廣域測量系統與數據采集單元相連，數據采集單元與數據處理單元、存儲單元均相連，數據采集單元用于從廣域測量系統中實時采集勵磁系統的勵磁電流限制值、轉子轉速、電壓、功率因數、轉子相對功角、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間、振蕩模式識別指標以及實時測量的節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率，數據處理單元包括數據預處理模塊、參數提取模塊和智能驅動算法模塊，數據預處理模塊和參數提取模塊相連，參數提取模塊和智能驅動算法模塊相連，參數提取模塊利用預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式提取勵磁電流限制值、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間及振蕩模式識別指標中的低頻振蕩靜態特征分析值，利用預設的發電機勵磁系統動態特征提取公式提取轉子轉速、電壓、功率因數及轉子相對功角中的低頻振蕩動態特征分析值，利用預設的通信時延特征提取公式提取節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率中的低頻振蕩特征分析值，智能驅動算法模塊基于無模型自適應預測控制的數據智能驅動算法，預測和
2.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，廣域測量系統用于提供電力系統各個節點之間的時間同步測量數據，包括分布在電力系統網絡中用于實時測量節點數據的相量測量單元、數據中心、數據處理存儲設備、監控顯示設備。
3.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，在數據處理單元中，數據預處理模塊用于對數據采集單元采集的數據進行數據清洗、數據對齊、數據采樣、數據插值、數據壓縮和異常檢測。
4.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，在數據處理單元中，預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式為：
5.根據權利要求4所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，在預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式中，結合正弦函數和對數函數從勵磁電流的數據中獲取勵磁電流限制值，勵磁電流限制值獲取的方式為：
6.根據權利要求4所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，在預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式中，結合指數函數和線性函數通過勵磁系統上升時間和勵磁系統衰減時間獲取勵磁系統響應時間，勵磁系統響應時間的獲取方式為：
7.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，預設的發電機勵磁系統動態特征提取公式為：
8.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，預設的通信時延特征提取公式為：
9.一種用于電力設備監測的智能驅動控制方法，應用權利要求1-8任一項所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，包括廣域測量系統、數據采集單元、數據處理單元和存儲單元，廣域測量系統與數據采集單元相連，數據采集單元與數據處理單元、存儲單元均相連，數據采集單元用于從廣域測量系統中實時采集勵磁系統的勵磁電流限制值、轉子轉速、電壓、功率因數、轉子相對功角、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間、振蕩模式識別指標以及實時測量的節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率，數據處理單元包括數據預處理模塊、參數提取模塊和智能驅動算法模塊，數據預處理模塊和參數提取模塊相連，參數提取模塊和智能驅動算法模塊相連，參數提取模塊利用預設的發電機勵磁系統靜態特征提取公式提取勵磁電流限制值、穩壓器調節量、勵磁系統響應時間及振蕩模式識別指標中的低頻振蕩靜態特征分析值，利用預設的發電機勵磁系統動態特征提取公式提取轉子轉速、電壓、功率因數及轉子相對功角中的低頻振蕩動態特征分析值，利用預設的通信時延特征提取公式提取節點間通信時延、通信丟包率、通信時延分布比例、通信時延變化率中的低頻振蕩特征分析值，智能驅動算法模塊基于無模型自適應預測控制的數據智能驅動算法，預測和分析發電機勵磁系統和通信時延未來出現的低頻振蕩，動態調整發電機勵磁系統和通信時延，應對電力系統中出現的低頻振蕩。
2.根據權利要求1所述的一種用于電力設備監測的智能驅動控制系統，其特征在于，廣域測量系統用于提供電力系統各個節點之間的時間同步測量數據，包括分布在電力系統網絡中用于實時測量節...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃尚鋒，王磊，吳雅茹，
申請(專利權)人：廣西貝多力電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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