智能变电站数据信息过程管控方法与融合应用研究

发布时间：2020-09-19 12:36

　　智能变电站作为智能电网的核心枢纽,具有设备智能化、全站信息化、数据网络化等特征。智能变电站技术近年来得到高速发展,截止到目前,我国共建成投运的智能变电站数量已接近两千座,成为了智能变电站的技术领跑者。然而,随着智能变电站技术的发展及应用,也暴露出一系列问题,主要表现在:一是现阶段智能变电站实践主要集中在新装备技术层面,多关注新式设备、智能化功能等应用探索,而对于与这些新技术相适应的变电站自动化架构体系、信息采集处理方法及传输可靠性、运行组织模式及系统集成、协同应用研究相对较少,给智能变电站可靠运行、高效运维带来了诸多困扰;二是目前已实施的智能变电站工程给变电站的运行维护、电网安全可靠性的提升带来实质性的效益不够显著;三是数据信息的融合应用程度不足,尚需开展大数据的价值挖掘,以实现覆盖电网监视、设备监测、作业管理全业务的变电站“一站式”智能运行维护。其关键问题在于智能变电站数据信息过程管控以及融合应用,要从数据采集、传输、集成和应用等关键环节同步开展深化研究。本文密切结合智能变电站数据信息管控需要,以提高智能变电站数据信息过程管控水平,增强信息融合能力,提升变电站运行维护效率为根本目标,研究了智能变电站合并单元同步与数据校验问题,建立了智能变电站二次系统状态估计模型,提出了基于二次系统状态估计的变电站不良数据检测与故障诊断、基于基准信息分类及其推理的变电站智能告警方法,并以变电站驾驶舱作为数据信息管控与融合应用的载体,详细叙述了智能变电站数据信息过程管控与信息融合应用的工程应用情况。主要工作包括:(1)对同步元件的工作状态机制进行了分析,提出同步守时方法和合并单元误同步机理,并以此提出相应的改进方法,避免误同步的发生。同时对合并单元信息采集与数据校验技术进行了优化,对传统双A/D采样技术进行了一系列的改进,提出双AD采样比对判据。本章节针对合并单元采集现状的研究,有助于提高数据采集的同步性与精确性,能够为智能变电站应用提供精确的数据基础保障。(2)借鉴一次系统状态估计分析方法,对智能变电站由信息共享特征凸显的配置冗余、传播冗余关系进行了深入分析,整合现有变电站异构数据源,利用数据信息冗余关联,建立体现变电站二次系统设备连接关系、反映二次系统的状态特征量之间的约束关系;在此基础上,提出以智能变电站二次系统状态估计与不良信息辨识为技术手段的管控方法,建立基于信息冗余二次系统状态估计方法和二次系统不良信息的辨识方法,为智能变电站二次系统的状态描述和估计提供新方法,并经过案例进行验证。提出了智能变电站数据信息传输过程的量化分析机理,是提升传输可靠性的理论工具。(3)针对当前智能变电站告警信息缺乏有效的分类和整合,不分优先级地大量呈现,淹没告警的核心信息的情况,本章节在给出智能告警思路后,首先根据告警信息的轻重缓急分门别类,提出了以同一对象、相同优先级的基准信息概念来统筹智能告警的推理对象。然后根据告警信息的内在逻辑,提出了以提取告警信息核心内容、提高告警压缩比为目标的单一推理和关联推理规则及其相关的推理模版,使基准信息通过与单一推理模版、关联推理模板的匹配后能按照推理模版的设定逻辑推理形成高压缩比、内容合理的智能告警。(4)从变电站驾驶舱的架构出发,分析了变电站驾驶舱的逻辑架构、总体架构、数据流,在此基础上,提出智能变电站数据信息融合应用的方案,并结合实际工程进行了应用和效果展现,验证了本技术方案的有效性和优异性。本文研究成果及工程应用“基于数据全过程管控与协同的变电站智能化关键技术研究及应用”得到行业的高度认可,获评为2016年“中国电力科学技术进步一等奖”,本文作者作为项目第一完成人。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM63;TM76
【部分图文】：

故障图,故障定位,二次系统,光纤

第五章基于变电站驾驶舱的信息融合应用小，在保护数据中加入了是真值标准差±5%的正态分布误差和在测控数据中加入了是真值标准差±1%的正态分布误差时，未进行估计处理时平均误差至少为 3%，经估计处理后平均误差降至 0.65%左右，通过二次系统状态估计后平均误差至少减小 2.2%。可见，在进行二次系统状态估计之后，采样接收值的误差明显减小，大大促进了采样数据精度提升。另外，利用二次系统状态估计的结果形成的基于不良数据辨识的变电站二次系统故障诊断，可以实现网络回路故障定位，并利用可图形化展示具体故障光纤，工程应用如图 5-9 所示：

抖动信号,信号处理

图 5-11 伴随信号处理b.抖动信号处理对因辅助接点绝缘不良导致的频繁抖动信号，该类信号一般为单一信号，如刀闸频繁变位、装置频繁告警复归。通过统计信号在某一时段动作次数判断是否为抖动信号，判断为抖动信号后，直接告警显示“××信号”为抖动信号，并将抖动信号判断结果显示上送。如图 5-12 所示。

抖动信号,通信中断,信号处理,信息处理

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