一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法技術

本發明專利技術屬于電力調度控制技術領域，公開了一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法，其特征在于是通過以下步驟來實現的：第一步：預測并檢測時間序列的單個突變點；第二步：進行功率跳變分量溯源。本發明專利技術具有以下主要有益技術效果：幫助分析形成跳變的原因，進而改善了功率總加跳變的數據質量，降低了跳變發生概率；改善了信道品質使跳變概率下降；改變規約編程和通信參數，降低了跳變的發生概率，縮短了時延；降低了通信參數選擇成本；加大了信道帶寬、提高了信道質量；提高了死區門限、減少總召次數、縮短幀等待時間?？s短幀等待時間?？s短幀等待時間。

【技術實現步驟摘要】
一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法


[0001]本專利技術屬于電力調度控制
，尤其是涉及一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法。

技術介紹

[0002]功率跳變也稱為功率總加跳變，是指在電力系統的實際運行中，由于量測量和量測通道的誤差及可能受到的干擾所出現的功率總加值發生的大幅度變化，即在電網一次側出現了不符合實際情況的SCADA系統數據的劇升或驟降。具體可以分為：(1)均值跳變：從一個均值到另一個均值的較大的變化，表現為功率總加值的不連續性；(2)變率跳變：平均值沒有較大的變化，但是方差變化較大；(3)轉折跳變：某一時段內持續減少或增加，然后在某點突然持續增加或減少。跳變溯源：在發現有功率跳變的情況下，利用溯源算法，對總加公式中的各計算分量進行推理排查，溯源得出造成功率跳變的計算分量或具體原因。根據功率跳變持續的時間，功率跳變有如下幾種跳變現象：A、持續跳變：是指功率跳變持續一個時間段，不同情況下可持續若干分鐘，或幾小時，甚至幾天。持續跳變的原因通常比較固定，其原因主要有：(1)某些廠站的通信中斷了；(2)遠動終端處于發生故障；(3)遠動終端退出了運行；(4)某二次回路中出現了固定型的硬件障礙。總的來說，持續跳變的原因都比較明顯，容易查找，也容易解決。B、瞬時跳變：是指功率跳變持續較短的一個時間段，一般為幾十秒或幾分鐘后，就又恢復正常了。原因主要有：(1)軟件功能；(2)信道的品質；(3)規約編程的選擇傾向等。此類跳變為本申請中功率跳變識別和溯源的重點。功率瞬時跳變的原因：針對功率瞬時跳變，分析造成其的原因主要分為2類：數據召集命令的不可斷原因和其它原因，詳細分析如下：(1)數據召集命令的不可斷原因，功率瞬時跳變的系統原因是在功率總召命令執行中不可中斷的特點造成的功率瞬時跳變。功率總召采集命令的具體執行流程分析如下：EMS主站對廠站發出的總召命令具有不可中斷的特點。以全數據請求為例，對一個遠動終端全部數據采集一遍，若上傳數據有幾千個點，則采集上傳有幾十幀報文，采集時長為幾十秒，但采耗費報文和時間則取決于信道帶寬，信道帶寬的大小決定了采集的耗時。在全數據采集時，若遠動終端已被采集過的數據發生變化，數據的變化不能馬上被送往主站，即無法實時獲取變化的數據，而必須在本輪的總召完成后才能夠被送往主站系統。假設某個廠站的全部數據采集需45s，采集到8s時，假定8s內已被采集過的數據發生了變化，則此變化的數據必須要等待45s后才能被送往主站。但也可以通過規約的編程設置將變化的數據立即送往主站。但是，在經過長時間的變化數據請求后，很難保證上傳到主站的數據是否還與廠站的數據保持一致。因為許多數據其實在很長時間都沒有被刷新過一次，容易造成當數據在被主站大量地讀取、比對、處理時，出現很大的誤差，因此要進行全數據的總召。為避免數據變化不能及時上送問題，需要把此站的全部數據重新刷新一遍，此時主站數據便可與廠站的實際狀態保持一致，使得數據錯誤的概率大大降低了。事實上，對于遙測量變化不大的負荷，1h上送一次數據也沒有什么問題，但如果此數據的變化是一回300MW供電線路跳閘或者一臺500MW發電機組的切機造成的，則會導致全網負荷驟降300MW或者全網機組出力驟
降500MW，若此數據變化不能夠及時上傳，則將對電網運行造成巨大的影響。若此數據變化能及時上送，那么跳閘或者切機的動作信號，就會被調度自動化系統采集到，以便能夠快速做出調整，維護電力系統的安全穩定運行。但如果此數據變化在延遲40s后才上傳到主站并參加計算，那么在這60s內主站匯總的數據就不準確了。因此變化的數據的及時性對于電力系統調度十分重要。假如自動化系統平衡穩定，那么在延時5s后，這個系統將會重新回歸平衡，那對于調度來說在其運行穩定的承受范圍之內；但如果延時40s以上，則將對調度的判斷造成巨大的壓力，甚至影響整個系統的安全穩定運行。從以上分析可知，在執行總召時出現大型的數據跳變從而發生延時的情況，在電力系統的實際運行中只是小概率事件。但大量的小負荷波動遇上總召時發生延時的情況卻是常有的，但因為對匯總數據影響不大，因此將其忽略。在實際的電力系統運行中，除了上述情況外，其實還存在有多種情況可以出現類似數據延時的可能，由于造成的原因不同，因此發生的概率和影響的程度一般也不同。其他原因：除數據總召命令的不可中斷原因造成功率瞬時跳變外，造成功率瞬時跳變的其他原因可以概括為以下5個方面：a、自動化系統出現故障，如數據采集系統中某一數據通道的暫時性中斷。b、量測和傳送系統受到干擾，或者是出現意外失靈等情況。c、非同時測量電力系統運行過程中各個測量點的測量數據。d、出現特殊事件，如大工業負荷出現突發性偶然波動，數據被各種“突發”擾動。e、自然情況導致的，如氣象條件變化造成的負荷波動。功率跳變的后果：出現功率跳變，說明功率總加值有或大或小的錯誤，其會造成如下一系統不良后果，具體如下：(1)導致EMS計算結果不準確，出現誤差。EMS以狀態估計為基礎，由狀態估計的計算結果擴展出調度員潮流、無功優化等高級應用軟件模塊，因此SCADA系統遙測值的精度及其數據完整性將直接影響到狀態估計計算結果的準確度。若實時遙測數據含有“跳變”且被捕獲到研究斷面時，狀態估計計算結果的準確度將會收到很大影響，并且間接影響到EMS所有應用模塊計算結果的準確度，將會給運維人員提供錯誤的結果并產生錯誤的分析決策，影響到電力系統調度的正常運行。(2)引起有關設備誤動。目前各類基于SCADA調控軟件(如AGC、AVC等)的輸入都是系統采集的實時遙測數據以及電網拓撲，對輸入進行計算處理之后便可發出一系列遙控/遙調指令，從而命令相關電氣設備進行操作，實現對電力系統中的目標對象的自動調節和控制。顯然，當出現“跳變”數據時，生成的指令的確可能是不正確的，可能會引起相關設備的誤動。(3)使數據統計報表不準確。由于SCADA系統一般按整點(或5min)的時間間隔來采集和保存遙測數據。若采集過程中出現了“跳變”數據，“跳變”數據也將被SCADA系統采集并保存下來。那么，當使用保存的數據來制作日報、月報等統計報表時，“跳變”數據也將被包括進來，參與統計。在特別情況下，對電壓/電流/負荷的最大值、最小值進行統計運算時，“跳變”數據將大量地被包含在統計結果中，從而使各種統計報表的準確性和可靠性下降，將不能真實地反映電網當時的運行狀態。(4)給歷史數據的利用帶來不便。由于電網的運維人員需要利用SCADA中的遙測歷史數據去做分析判斷并做出符合電網實際情況的決策，因此若“跳變”數據存在，運維人員就需要另外花費時間與精力去找出“跳變”數據并將其剔除，這將大大增加了運維工作人員的工作量，使得利用歷史數據時變得更加麻煩。(5)對EMS系統資源的影響。當“跳變”數據存在時，EMS系統將會對這些數據進行更多次的拓撲分析、安全分析以及無功優化等，則EMS系統將會耗費更多的系統資源。(6)影響歷史數據的使用價值。電網的工作人員使用SCADA遙測歷史數據進行分析和統計時，對于統計結果的真實性及可靠性具有一定的要求。若由于“跳變”數據的存在，使得歷
史數據以及相應的計算結果本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法，其特征在于是通過以下步驟來實現的：第一步：預測并檢測時間序列的單個突變點；第二步：進行功率跳變分量溯源。2.根據權利要求1所述的一種采用突變點檢測法來定位及溯源功率跳變的方法，其特征在于第一步中，對于一個已知的時間序列X(t)，t＝1，2，3，
…
，n，假設在t＝τ處有一個變化點，則相當于突變點前的序列X(t)，t＝1，2，3，
…
，τ對應一個分布函數F1(x)，突變后的序列X(t)，t＝τ，τ+1，τ+2，
…
，n對應另一個分布函數F2(x)，且F1(x)與F2(x)不相等，對突變點前后的序列數據進行基于秩的比較，計算出統計量k(τ)，計算公式如下所示：式中：確定k(τ)的絕對值最大時間，定義了兩個統計量為：T＝argmax
1≤τ≤n
?1(|k(τ)|)K＝max
1≤τ≤n
?1(|k(τ)|)式中：K是指最終的統計量，T指對應的未知變化點，與之相關的顯著性概率可近似為：P≈2exp[
?
6K2(n3+n2)]當P＜0.05時，變化顯著，即序列數據在該點發生突變。3.根據權利要求2所述的一種采用突變點檢測...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王武林，孫朝霞，張慶，李毅，余晨雨，呂國勇，黎家成，童廣勝，鄧海偉，王亮，賈耀坤，金巧，艾欣琦，楊曙光，張焰明，楊婧穎，秦照涵，
申請(專利權)人：國網湖北省電力有限公司隨州供電公司，
類型：發明
國別省市：