一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统技术方案

本发明专利技术涉及一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统，包括：一数据采集系统、一数据传输系统和一数据存储系统，所述数据采集系统通过数据传输系统连接数据存储系统，将数据传输给所述数据存储系统。与现有技术相比，本发明专利技术能实时同步获取包括励磁变状态、发电机组状态、调节器状态、功率单元状态、转子及灭磁状态等发电机励磁系统相关状态，不仅为调度中心获取励磁系统同步状态数据提供了工具，还为励磁系统的状态检修提供了数据信息。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统
本专利技术涉及一种发电机系统状态广域实时获取系统，尤其涉及一种发电机励磁系统状态广域实时同步获取系统。
技术介绍
广域电网互联实现了各区域电网之间互为备用、紧急事故支援，促进电力市场开发等联网效益，但电网规模的扩大、电网结构的复杂性以及各种新型输电技术的采用，使得电力系统的动态行为越来越复杂。因此，电网的稳定性实时监测和控制就显得越来越重要了。电网稳定计算表明电网中已然存在诸多小干扰稳定、电压稳定、暂态稳定的问题，而伴随国内特高压电网建设、交直流电网混联、三华联网等重大电网工程的实施，电网规模在迅速扩大，电网的结构和运行方式空前复杂，电网干扰稳定问题日益凸显。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，是发电机的关键控制设备之一，其对发电机的运行可靠性、经济性和其他特性都有直接的影响。良好的励磁系统可以有效地提高电力系统及发电机稳定极限水平和运行技术经济指标。发电机励磁系统模型作为电力系统机电暂态数学模型的重要组成部分，其模型参数的准确性直接决定了电力系统稳定计算的正确性和可信度，进而影响系统运行控制措施的制定与实施。当前，电网调度部门能量管理系统(EMS)中高级应用模块(PAS)采用的励磁系统模型，其模型参数的整定一般是在发电机组首次并网交接试验中确定的。随着机组工作时间的积累，励磁系统性能难以避免会发生下降，其对应的励磁系统模型参数势必也发生变化。但电网调度部门由于缺少励磁系统并网后的实测数据，其励磁系统模型存在不更新或更新不及时的问题。由此导致电网调度部门在电网稳定性分析计算中依据的励磁系统模型由于缺乏比对数据不能得到及时的修正，使计算结果的正确性和可信度降低。传统的以数据采集和监控/能量管理系统(SCADA/EMS)为代表的监测系统是建立在稳态潮流水平上的电力系统运行监测工具，但它缺乏数据同步能力，且采样率低，使之无法满足监测发电机励磁系统的动态监测和专业数据分析的需求。设置在各发电厂和变电站的故障录波仪能记录电磁暂态过程，然而录波数据的时间没有统一的时间标准，记录数据只能做局部有效，不能用来做全系统的动态分析，且电网动态过程的分析往往需要长时间记录的电压、电流等同步相量数据进行比对和分析，而目前的监测系统录波时间较短，因此一般适合严重故障后的事故分析，不能完全满足全电网动态过程的分析，尤其是长过程的分析。而获取励磁系统实时信息，对实现机网协调过程的动态跟踪和管理，增强调度对涉网机组励磁系统的管理、考核能力；同时，励磁同步实时数据，对电网运行方式稳定性，对系统仿真、模型校验、稳定性分析和评价均具有有重要的价值。另一方面，对发电机励磁系统进行实时的状态监测也是对其进行状态维修的基础。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统，该系统能实时获取发电机励磁系统相关状态，包括励磁变状态、发电机组状态、调节器状态、功率单元状态、转子及灭磁状态等，具有广域同步对时功能，能提供实时带时标的状态数据。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统，包括：一数据采集系统、一数据传输系统和一数据存储系统，所述数据采集系统通过数据传输系统连接数据存储系统，将数据传输给所述数据存储系统；其中，所述的数据采集系统包括：至少一个第一GPS接收模块，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；与第一GPS接收模块数量相同的智能电子设备测量模块，其与所述的第一GPS接收模块对应连接，以对应接收第一GPS接收模块传输的时间信息；所述的智能电子设备测量模块根据接收到的时间信息，同步测量发电机励磁系统的状态信号，并实时输出带时标的状态信号；一数据采集模块，其与所述智能电子设备测量模块连接，以接收各智能电子设备测量模块传输的发电机励磁系统的状态信号；所述数据采集模块还与所述数据传输系统连接；所述数据存储系统包括：一第二GPS接收模块，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；一数据库服务器，其与所述第二GPS接收模块连接，所述数据库服务器提供一通信接口，通过该通信接口与电力调度中心连接，进行数据交换。所述数据传输系统包括相互连接的通信接口和通讯网络，所述通信接口连接数据采集系统，与接收所述数据采集系统的输出信号，所述通讯网络与所述数据存储系统相连。所述数据存储系统还包括一数据存储模块，该数据存储模块与所述数据库服务器连接。智能电子设备测量模块所测量的发电机励磁系统的状态信号包括：三相电压相量、三相电流相量、有功功率、无功功率、系统频率、开关量状态、非交流电压电流信号的至少其中之一。所述发电机励磁系统的状态信号还包括：发电机内电势和发电机功角。所述数据存储系统接收一远程触发信号或一就地触发信号，以从数据采集系统获得数据。所述数据存储系统采用在若干高速缓存间循环存储的方法存储数据。所述数据存储系统存储数据的过程为：在发电机系统有故障时，保留故障前后一段时间的数据并开始上传到当前高速缓存，在结束上传后调用下一高速缓存；在发电机系统无故障时，在当前高速缓存进行循环存储。所述数据存储系统的数据库服务器包括实时数据库和历史数据库。所述数据库服务器还提供一通信接口，通过该通信接口与机组工作站连接，进行数据交换。数据采集系统数据采集的速率是可设定的。在本技术方案中，数据采集系统通过数据传输系统向数据存储系统传送实时监测数据、录波数据、状态信息以及请求信息；实时数据的传输速度是可设定的；输出时延，即实时监测数据时标与数据输出时刻之时间差不大于30ms；具备同时和多个主站通信的能力，子站和多个主站之间的通信互不干扰；通信协议符合《电力系统实时动态监测系统技术规范》的要求。数据存储系统连续实时记录三相电压相量、三相电流相量、有功功率、无功功率、系统频率、开关量状态、非交流电压电流信号；安装在发电厂时还连续实时记录发电机内电势；当电力系统发生扰动或同步信号异常时，系统根据时标建立事件标识，以方便用户获取事件发生时段的实时记录数据；当系统发生以下的扰动事件时，启动暂态录波：频率越限、频率变化率越限，电压越限、电压突变越限，正序、负序、零序电压越限，电流越限，电流突变越限，正序、负序、零序电流越限；建立数据库。本专利技术所述的发电机励磁系统状态广域实时获取系统在暂态录波时，数据采样速率不低于4800点/秒，即96点/周期；暂态数据记录格式符合ANSI/IEEEC37.111-1991(COMTRADE)要求。由于监测信息数据量十分庞大，因此可以充分利用计算机技术对这些数据进行管理，从制度上和技术上保证它们得到有效应用，可以采用开放的数据库结构，有条件时建立统一的数据分析平台。本系统中为了保证对在线监测获取的海量数据的科学管理和有效利用，专门选用一台状态数据服务器存储有用数据，配一套可记录多个会话的可读写光盘驱动器，作为大容量备份设备，用于系统备份和数据备份。为满足诊断分析的需要，状态量存储考虑以下几个原则：1、保证信息的可用性，即信息存储密度可满足分析的需要；2、保证信息的可靠性，即单元从异常情况(如掉电)下恢复时信息的甄别；3、有利于方便、可靠地信息查询；4、由于信息存储占用大量CPU资源，必须保证现地单元程序运行周期内所有任务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统，其特征在于，包括：一数据采集系统(1)、一数据传输系统(2)和一数据存储系统(3)，所述数据采集系统(1)通过数据传输系统(2)连接数据存储系统(3)，将数据传输给所述数据存储系统(3)；其中，所述的数据采集系统(1)包括：至少一个第一GPS接收模块(11)，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；与第一GPS接收模块数量相同的智能电子设备测量模块(5)，与所述的第一GPS接收模块(11)对应连接，以对应接收第一GPS接收模块(11)传输的时间信息；所述的智能电子设备测量模块(5)根据接收到的时间信息，同步测量发电机励磁系统的状态信号，并实时输出带时标的状态信号；一数据采集模块(6)，与所述智能电子设备测量模块(5)连接，以接收各智能电子设备测量模块(5)传输的发电机励磁系统的状态信号；所述数据采集模块(6)还与所述数据传输系统(2)连接；所述数据存储系统(3)包括：一第二GPS接收模块(16)，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；一数据库服务器(9)，其与所述第二GPS接收模块(16)连接，所述数据库服务器(9)提供一通信接口，通过该通信接口与电力调度中心(15)连接，进行数据交换。...

【技术特征摘要】
1.一种发电机励磁系统状态广域实时获取系统，其特征在于，包括：一数据采集系统(1)、一数据传输系统(2)和一数据存储系统(3)，所述数据采集系统(1)通过数据传输系统(2)连接数据存储系统(3)，将数据传输给所述数据存储系统(3)；其中，所述的数据采集系统(1)包括：至少一个第一GPS接收模块(11)，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；与第一GPS接收模块数量相同的智能电子设备测量模块(5)，与所述的第一GPS接收模块(11)对应连接，以对应接收第一GPS接收模块(11)传输的时间信息；所述的智能电子设备测量模块(5)根据接收到的时间信息，同步测量发电机励磁系统的状态信号，并实时输出带时标的状态信号；一数据采集模块(6)，与所述智能电子设备测量模块(5)连接，以接收各智能电子设备测量模块(5)传输的发电机励磁系统的状态信号；所述数据采集模块(6)还与所述数据传输系统(2)连接；所述数据存储系统(3)包括：一第二GPS接收模块(16)，其从GPS卫星接收GPS时间系统的时间信息；一数据库服务器(9)，其与所述第二GPS接收模块(16)连接，所述数据库服务器(9)提供一通信接口，通过该通信接口与电力调度中心(15)连接，进行数据交换；所述数据存储系统(3)还包括一数据存储模块(10)，该数据存储模块(10)与所述数据库服务器(9)连接，所述数据存储系统(3)采用在若干高速缓存间循环存储的方法存储数据，所述数据存储系统(3)存储数据的过程为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小军，杜万里，王仁德，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31