一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法技术

本发明专利技术公开了一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法及系统。本发明专利技术包括如下步骤：通过子站励磁采集装置采集发电机励磁系统在线监测数据，通过子站调速采集装置采集发电机调速系统在线监测数据；子站通讯装置汇集发电机励磁系统和调速系统在线监测数据，同时生成电网扰动下的离线数据；子站通讯装置通过IEC103和IEEE1344规约将发电机励磁系统和调速系统在线监测数据和离线数据同时上送给网源在线监测主站系统；所述的网源在线监测主站系统统一分析处理在线监测动态实时数据和离线数据，实现网源在线监测实时在线分析和事后离线分析。本发明专利技术极大提高了对电网安全、稳定运行进行监测与评估的水平。

Network source on-line monitoring data unified collection and analysis processing method

The invention discloses a network source on-line monitoring data unified collection, analysis and processing method and system. The method comprises the following steps: the excitation of on-line monitoring data acquisition device of generator excitation system by sub station, speed online monitoring data acquisition device of generator speed control system by sub station; sub station communication device data collection online monitoring of generator excitation system and control system, and generate the offline data under the grid disturbances; sub station communication device through the IEC103 and IEEE1344 protocol to the generator excitation system and speed control system of online monitoring data and off-line data at the same time to network sources on-line monitoring master station system; unified network source monitoring master station system and the analysis of on-line monitoring of dynamic real-time data and off-line data analysis, realize the real-time online monitoring network source online and offline analysis. The invention greatly improves the level of monitoring and evaluating the safety and stable operation of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法
本专利技术涉及电力系统网源设备的数据采集和分析处理领域，特别是一种网源设备在线监测数据离线和在线统一采集和分析处理方法。
技术介绍
电力的发展与国民经济密切相关，确保大型电网的安全对国民经济稳定运行有着举足轻重的影响。大型电网一般由若干台并列运行的发电机组构成，发电机组与电网运行的安全性与控制性能相互影响、相互制约，而发电机励磁系统和调速系统是联系发电机组与电网最重要的纽带。发电机组所表现出来的特性既与调速系统和励磁系统的特点、控制方式、参数设置有关，也与机组自身的结构特点、设备型式、运行参数有关。每一台发电机组的励磁系统和调速系统均可以使用一系列的数学模型来进行描述，每一个数学模型中，均有若干个特征参数来表明其特点。发电机励磁系统和调速系统作为电网稳定的重要调节设备，保证发电机组向电网提供稳定、快速、经济的电源。调速系统和励磁系统作为重要的涉网设备，是网源协调管理的重要对象，准确掌握每一台并网机组励磁系统和调速系统的数学模型与特性参数是涉网参数管理的重要组成部分，也是建设坚强、智能电网的基础性工作之一，是网源协调管理的重要组成。目前，电网对发电机励磁系统和调速系统的管理主要通过涉网试验和技术监督手段，励磁系统和调速系统对电网变化动态响应性能主要通过离线计算和现场试验测量手段，缺乏持续监测、在线跟踪和在线评估的手段和技术，从而无法在线判断某台机组励磁系统和调速系统的异常状态，无法在线评估励磁系统在电网振荡中提供的阻尼性质(是否提供有效的正阻尼)，也无法在线判断励磁限制功能动作的正确性，影响电网故障预防和故障响应的实时性，所以加强发电机组励磁系统和调速系统参数和变量实时管理、动态响应在线判断势在必行，而在线监测和评估就是最有效途径。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术结合电网公司和发电厂的实际情况和管理要求，提供一种网源在线监测数据离线和在线统一采集和分析处理方法，来实现网源设备在线监测数据离线和在线统一处理，离线评价(事后分析)和实时评价(事中分析)相结合和统一，从而大大提高对电网安全、稳定运行进行监测与评估的水平。本专利技术采用的技术方案是：一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其包括如下步骤：通过子站励磁采集装置采集发电机励磁系统在线监测数据，通过子站调速采集装置采集发电机调速系统在线监测数据；子站通讯装置汇集发电机励磁系统和调速系统在线监测数据，同时生成电网扰动下的离线数据；子站通讯装置通过IEC103和IEEE1344规约将发电机励磁系统和调速系统在线监测数据和离线数据同时上送给网源在线监测主站系统；所述的网源在线监测主站系统统一分析处理在线监测动态实时数据和离线数据，实现网源在线监测实时在线分析和事后离线分析。本专利技术提供了一种对发电机重要涉网设备调速系统和励磁系统持续监测、离线分析及在线跟踪和在线评估的手段和技术。进一步地，所述的子站励磁采集装置以预设的采样周期对传感器输出的系统母线电压、机端电压和机端电流、励磁电压和励磁电流进行采样，得到上述各模拟量的瞬时值；子站励磁采集装置基于上述瞬时值计算表征发电机组运行状态的重要电气量，包括：系统电压有效值Usys、机端电压有效值Ug、定子电流有效值Ig、机组有功功率P、机组无功功率Q、机端电压频率fg、系统母线电压频率fsys、机组功率因数cosa、励磁电压Ufd和励磁电流Ifd；子站励磁采集装置对机组励磁系统输出的控制电压值uk、电力系统稳定器PSS输出值Upss和定子电压参考值Uref进行采样，得到励磁系统重要控制量；子站励磁采集装置对励磁系统输出的自动/手动运行开关量、PSS投入/退出开关量、励磁投入/退出开关量、主从调节通道状态量、灭磁开关位置状态量、并网开关位置状态量、励磁过励限制状态量和励磁低励限制状态量进行采样，得到反映励磁系统运行状态的开关量，即励磁系统状态量；子站励磁采集装置将上述的机组重要电气量、励磁系统重要控制量和状态量作为在线监测数据，通过光纤传输至子站通讯装置。更进一步地，所述采样周期满足在机端电压的一个周期内具有相同的采样次数。进一步地，所述的子站调速采集装置以预设的采样周期对调速系统输出的重要模拟量进行采样，包括汽轮机转速差、机组功率、主汽门压力、调节级压力和阀位指令，得到上述反映调速系统状态的模拟量瞬时值，并基于上述瞬时值计算平均值；子站调速采集装置对调速系统输出的一次调频投入/退出开关量进行采样，得到反映调速系统一次调频状态的开关量，即调速系统状态量；子站调速采集装置将上述的调速系统模拟量和状态量作为在线监测数据，通过光纤传输至子站通讯装置。进一步地，通过对系统母线电压、机端电压、转子电压以及励磁系统输出的控制电压分别进行微分求导计算，同时对励磁系统输出的PSS值进行幅值检测，综合判断系统扰动发生情况，判断计算式如下：Upss＞Tth，式5上述各式中，△T为实时检测的一个时间段，起始和中止时刻分别为t2和t1，即△T＝t2-t1；Us1和Us2分别为t1与t2时刻的系统母线电压计算值；Ug1和Ug2分别为t1与t2时刻的机端电压计算值；Uf1和Uf2分别为t1与t2时刻的转子电压计算值；Uk1和Uk2分别为t1与t2时刻的控制电压计算值；Ks、Kg、Kf、Kk分别为系统电压、机端电压、转子电压以及控制电压的变化率阀值，Tth为励磁系统输出的检测阀值；上述电网扰动判断算法判断系统扰动发生的条件为：式1或式2成立且式3或式4成立；或式5单独成立。进一步地，所述的子站通讯装置通过调度数据网将在线监测数据和离线数据传输给网源在线监测主站系统，网源在线监测主站系统进行数据采集和存储处理；子站通讯装置通过与网源在线监测主站系统建立一个IEC103通讯通道，上送电网故障扰动波形文件，即记录离线数据的文件，波形文件采用IEEEComtrade格式及每秒100帧数据采样频度，波形文件记录电网扰动事件发生前和发生后一段时间内的电网数据信息，包括有功、无功、电压、电流和频率数据；前后时间段时间值可以人工设置，单位精确到秒，默认设置值是电网故障扰动发生时刻的前10秒及后10秒电网及发电机运行数据；同时，子站通讯装置通过与网源在线监测主站系统建立一个IEEE1344通讯通道，上送在线监测动态实时数据，根据主子站通道带宽实际情况，采用每秒25帧、50帧或者100帧方式上送。进一步地，网源在线监测主站系统进行数据采集和存储处理时，当励磁、调速系统发生故障，或电网发生扰动时，子站通讯装置主动上送离线数据，或网源在线监测主站系统人工或者周期召唤离线数据，存放于关系型或者文件型数据库系统中，作长期保存，供事后作扰动分析处理；网源在线监测主站系统具备人工终止和启动召唤功能并提供专业的故障录波分析工具，能分析并展示故障过程中有关电气量的波形及相应装置的出口情况；网源在线监测主站系统实时采集和存储处理在线监测实时动态数据并将实时动态数据依次提交存储到时序数据库中，作长期保存，供在线监测应用查询和实时分析使用。进一步地，网源在线监测主站系统统一分析处理在线监测实时动态数据和离线数据时，通过主站离线波形查询工具，选定任意时间段，召唤和查询这段时间内的电网扰动波形事件列表，每个扰动事件对应一个波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其包括如下步骤：通过子站励磁采集装置采集发电机励磁系统在线监测数据，通过子站调速采集装置采集发电机调速系统在线监测数据；子站通讯装置汇集发电机励磁系统和调速系统在线监测数据，同时生成电网扰动下的离线数据；子站通讯装置通过IEC103和IEEE 1344规约将发电机励磁系统和调速系统在线监测数据和离线数据同时上送给网源在线监测主站系统；所述的网源在线监测主站系统统一分析处理在线监测动态实时数据和离线数据，实现网源在线监测实时在线分析和事后离线分析。

【技术特征摘要】
1.一种网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其包括如下步骤：通过子站励磁采集装置采集发电机励磁系统在线监测数据，通过子站调速采集装置采集发电机调速系统在线监测数据；子站通讯装置汇集发电机励磁系统和调速系统在线监测数据，同时生成电网扰动下的离线数据；子站通讯装置通过IEC103和IEEE1344规约将发电机励磁系统和调速系统在线监测数据和离线数据同时上送给网源在线监测主站系统；所述的网源在线监测主站系统统一分析处理在线监测动态实时数据和离线数据，实现网源在线监测实时在线分析和事后离线分析。2.根据权利要求1所述的网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其特征在于：所述的子站励磁采集装置以预设的采样周期对传感器输出的系统母线电压、机端电压和机端电流、励磁电压和励磁电流进行采样，得到上述各模拟量的瞬时值；子站励磁采集装置基于上述瞬时值计算表征发电机组运行状态的重要电气量，包括：系统电压有效值Usys、机端电压有效值Ug、定子电流有效值Ig、机组有功功率P、机组无功功率Q、机端电压频率fg、系统母线电压频率fsys、机组功率因数cosa、励磁电压Ufd和励磁电流Ifd；子站励磁采集装置对机组励磁系统输出的控制电压值uk、电力系统稳定器PSS输出值Upss和定子电压参考值Uref进行采样，得到励磁系统重要控制量；子站励磁采集装置对励磁系统输出的自动/手动运行开关量、PSS投入/退出开关量、励磁投入/退出开关量、主从调节通道状态量、灭磁开关位置状态量、并网开关位置状态量、励磁过励限制状态量和励磁低励限制状态量进行采样，得到反映励磁系统运行状态的开关量，即励磁系统状态量；子站励磁采集装置将上述的机组重要电气量、励磁系统重要控制量和状态量作为在线监测数据，通过光纤传输至子站通讯装置。3.根据权利要求2所述的网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其特征在于：所述采样周期满足在机端电压的一个周期内具有相同的采样次数。4.根据权利要求2所述的网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其特征在于：所述的子站调速采集装置以预设的采样周期对调速系统输出的重要模拟量进行采样，包括汽轮机转速差、机组功率、主汽门压力、调节级压力和阀位指令，得到上述反映调速系统状态的模拟量瞬时值，并基于上述瞬时值计算平均值；子站调速采集装置对调速系统输出的一次调频投入/退出开关量进行采样，得到反映调速系统一次调频状态的开关量，即调速系统状态量；子站调速采集装置将上述的调速系统模拟量和状态量作为在线监测数据，通过光纤传输至子站通讯装置。5.根据权利要求4所述的网源在线监测数据统一采集和分析处理方法，其特征在于：通过对系统母线电压、机端电压、转子电压以及励磁系统输出的控制电压分别进行微分求导计算，同时对励磁系统输出的PSS值进行幅值检测，综合判断系统扰动发生情况，判断计算式如下：Upss＞Tth，式5上述各式中，△T为实时检测的一个时间段，起始和中止时刻分别为t2和t1，即△T＝t2-t1；Us1和Us2分别为t1与t2时刻的系统母线电压计算值；Ug1和Ug2分别为t1与t2时刻的机端电压计算值；Uf1和Uf2分别为t1与t2时刻的转子电压计算值；Uk1和Uk2分别为t1与t2时刻的控制电压计算值；Ks、Kg、Kf、Kk分别为系统电压、机端电压、转子电压以及控制电压的变化率阀值，Tth为励磁系统输出的检测阀值；上...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊鸿韬，牟伟，张代新，愈美忠，谢勇，吴跨宇，孙维真，卢嘉华，沈轶君，陆海清，房乐，汪宗恒，傅维栋，刘健，谢新天，杨万鹏，范磊，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，华能国际电力股份有限公司玉环电厂，浙江浙能北仑发电有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33