一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)在線濾波方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 濾波是在各行業(yè)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)。在通信、圖像處理、航頭與制導(dǎo)等領(lǐng)域應(yīng)用 廣泛。具體到電力系統(tǒng)領(lǐng)域，數(shù)字繼電保護(hù)、測控裝置數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域，都涉及濾波技術(shù)的 應(yīng)用。調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)有對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，進(jìn)而估計(jì)設(shè)備參數(shù)的研究和應(yīng)用。但 目前，調(diào)度自動化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)是直接接受變電站中的RTU或PMU上傳的遙測數(shù)據(jù)， 并沒有經(jīng)過濾波處理?？赡軙斐梢韵聠栴}：1)狀態(tài)估計(jì)等高級應(yīng)用的原始數(shù)據(jù)是要求穩(wěn) 態(tài)的，而遙測數(shù)據(jù)可能混入暫態(tài)過程的數(shù)據(jù)，對高級應(yīng)用分析結(jié)果產(chǎn)生干擾；2)壞數(shù)據(jù)難 以剔除，只能依賴狀態(tài)估計(jì)的不良數(shù)據(jù)辨識或抗差狀態(tài)估計(jì)來濾除，如果濾除失敗，可能會 對分析結(jié)果產(chǎn)生較大影響；3)對于風(fēng)電場、高鐵牽引站、鋼鐵廠等快速變化遙測，由于遙測 的上傳時(shí)間不一致，可能產(chǎn)生大量的不平衡功率。
[0003] 濾波本身是應(yīng)用廣泛的成熟技術(shù)，但目前沒有調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)遙測進(jìn)行在線濾波的 方法，更沒有針對電力系統(tǒng)自身特點(diǎn)，對濾波結(jié)果進(jìn)一步處理的方法。本發(fā)明填補(bǔ)了這方面 的空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)在線濾波方法，可 以對調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)遙測進(jìn)行在線濾波，實(shí)現(xiàn)方便，實(shí)施效果顯著，可以為調(diào)度系統(tǒng)高級應(yīng) 用提供更準(zhǔn)確的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法， 包括：
[0006] 對原始遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行在線濾波并估算遙測信號方差；
[0007] 根據(jù)電力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn)行修正；
[0008] 進(jìn)行擾動監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到發(fā)生擾動時(shí)，對擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)暫停濾波，當(dāng)監(jiān)測 到干擾消失后，重新開始在線濾波。
[0009] 進(jìn)一步的，所述根據(jù)電力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn) 行修正，具體包括：
[0010] 根據(jù)所述遙測信號方差計(jì)算得到遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差；
[0011] 將母線不平衡功率取負(fù)值，再分?jǐn)偟竭B接母線的各個(gè)遙測上，其中，第i個(gè)遙測需 要分?jǐn)偟牟黄胶夤β蔄 PiS :
[0012]
Pi表示第i個(gè)遙測的遙測濾波值，0 ,表 示第i個(gè)遙測的遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差，m表示連接母線的遙測的總數(shù)量。
[0013] 進(jìn)一步的，所述擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：
[0014] 當(dāng)發(fā)生故障后，故障所在的廠站和與故障廠站線路連接的廠站的全部遙測數(shù)據(jù)；
[0015] 當(dāng)發(fā)電機(jī)組投運(yùn)或退出時(shí)，發(fā)電廠的全部遙測數(shù)據(jù)；
[0016] 當(dāng)設(shè)備投運(yùn)或退出時(shí)，設(shè)備本身及其所在母線的全部遙測數(shù)據(jù)。
[0017] 可選的，所述濾波具體采用的是卡爾曼濾波。
[0018] 可選的，所述濾波具體采用的是跟蹤微分器濾波。
[0019] 實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明針對電力系統(tǒng)自身特點(diǎn)，可以對調(diào)度系統(tǒng) 實(shí)時(shí)遙測進(jìn)行在線濾波，并對濾波結(jié)果進(jìn)行了進(jìn)一步處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方便，實(shí)施效果顯 著，可以為調(diào)度系統(tǒng)高級應(yīng)用提供更準(zhǔn)確的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1是本發(fā)明提供的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示 意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示 意圖，包括：
[0024] S101、對原始遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行在線濾波并估算遙測信號方差。
[0025] 其中，濾波具體是采用卡爾曼濾波或跟蹤微分器濾波。
[0026] 卡爾曼濾波方法具有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)，同時(shí)便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，在各行業(yè)（尤其是 航天等高技術(shù)領(lǐng)域）得到廣泛應(yīng)用。其基本原理如下：
[0027] 假定系統(tǒng)模型如下：
[0028]
[0029] 式中：X為狀態(tài)向量；F為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；W為過程噪聲，假定統(tǒng)計(jì)特性是協(xié)方差矩 陣為Q k;V為觀測噪聲，假定統(tǒng)計(jì)特性是協(xié)方差矩陣為Rk。Z為觀測向量；H是聯(lián)系矩陣。
[0030] 卡爾曼濾波增益（K)有以下的遞推計(jì)算過程：
[0033] C,=FPJ^! +Q,
[0034] 式中：A足估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；?1<是新的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣。
[0035] 卡爾曼濾波新的狀態(tài)估計(jì)量有下面的遞推公式：
[0038] 在控制工程領(lǐng)域，為減少濾波環(huán)節(jié)的震顫、加快濾波器的跟蹤性能，發(fā)展出了一種 跟蹤微分器的濾波方法，其基本原理如下：
[0039]
[0040] 式中：v是輸入信號，xl是濾波信號。r、h。、)!為整定參數(shù)。函數(shù)fhan是一個(gè)較復(fù) 雜的非線性函數(shù)。fhanUDXbr，]!)的遞推計(jì)算公式如下：
[0041]
[0042] 從仿真效果來看，跟蹤微分器對離群值具有更好的抑制作用。更適合在大規(guī)模風(fēng) 電接入、高鐵牽引負(fù)荷等場合進(jìn)行遙測濾波。
[0043] S102、根據(jù)電力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn)行修正。
[0044] 具體的，步驟S102包括步驟：
[0045] 根據(jù)所述遙測信號方差計(jì)算得到遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差；
[0046] 將母線不平衡功率取負(fù)值，再分?jǐn)偟竭B接母線的各個(gè)遙測上，其中，第i個(gè)遙測需 要分?jǐn)偟牟黄胶夤β蔄 PiS :
[0047]
Pi表示第i個(gè)遙測的遙測濾波值，0彥 示第i個(gè)遙測的遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差，m表示連接母線的遙測的總數(shù)量。
[0048] S103、進(jìn)行擾動監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到發(fā)生擾動時(shí)，對擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)暫停濾波， 當(dāng)監(jiān)測到干擾消失后，重新開始在線濾波。
[0049] 其中，具體是在發(fā)生較大擾動的情況下暫停有關(guān)遙測的濾波。擾動監(jiān)測部分可以 利用綜合智能告警給出的信息進(jìn)行診斷。如果調(diào)度系統(tǒng)沒有綜合智能告警模塊，可以采用 監(jiān)測開關(guān)變位信號的方式來進(jìn)行擾動診斷，判斷為有較大擾動的情況具體如下：
[0050] 1) -個(gè)變電站除了有開關(guān)變位信號，還有多個(gè)告警信號（包括事故總信號），則認(rèn) 為該變電站發(fā)生故障；
[0051] 2)機(jī)組開關(guān)發(fā)生變位，則認(rèn)為該機(jī)組投退；
[0052] 3)開關(guān)發(fā)生變位，且變位不集中頻繁（例如一個(gè)變電站平均Is內(nèi)變位次數(shù)不超過 1個(gè)），則認(rèn)為發(fā)生普通的倒閘操作、設(shè)備自動控制等。
[0053] 針對上述擾動診斷結(jié)果，閉鎖相關(guān)遙測的濾波功能，等到擾動消失后30s，再重啟 濾波。
[0054] 其中，所述擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：
[0055] 當(dāng)發(fā)生故障后，故障所在的廠站和與故障廠站線路連接的廠站的全部遙測數(shù)據(jù)；
[0056] 當(dāng)發(fā)電機(jī)組投運(yùn)或退出時(shí)，發(fā)電廠的全部遙測數(shù)據(jù)；
[0057] 當(dāng)設(shè)備投運(yùn)或退出時(shí)，設(shè)備本身及其所在母線的全部遙測數(shù)據(jù)。
[0058] 實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明針對電力系統(tǒng)自身特點(diǎn)，可以對調(diào)度系統(tǒng) 實(shí)時(shí)遙測進(jìn)行在線濾波，并對濾波結(jié)果進(jìn)行了進(jìn)一步處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方便，實(shí)施效果顯 著，可以為調(diào)度系統(tǒng)高級應(yīng)用提供更準(zhǔn)確的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。
[0059] 需要說明的是，在本文中，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非排 他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而 且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有 的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在包括 該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。
[0060] 結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用在調(diào)度系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)處理服務(wù)模塊進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理。軟件模塊可以結(jié)合調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)應(yīng)用類的數(shù)據(jù)采 集與監(jiān)視模塊（SCADA)或者狀態(tài)估計(jì)模塊（SE)應(yīng)用，提高不良數(shù)據(jù)的處理能力。對于調(diào)度 系統(tǒng)其它應(yīng)用模塊采用本發(fā)明進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波處理也包含在范圍內(nèi)。
[0061] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，其特征在于，包括： 對原始遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行在線濾波并估算遙測信號方差； 根據(jù)電力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn)行修正； 進(jìn)行擾動監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到發(fā)生擾動時(shí)，對擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)暫停濾波，當(dāng)監(jiān)測到干 擾消失后，重新開始在線濾波。2. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，其特征在于，所述根據(jù)電 力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn)行修正，具體包括： 根據(jù)所述遙測信號方差計(jì)算得到遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差； 將母線不平衡功率取負(fù)值，再分?jǐn)偟竭B接母線的各個(gè)遙測上，其中，第i個(gè)遙測需要分 攤的不平衡功率Λ P1S :P1表示第i個(gè)遙測的遙測濾波值，σ i表示第 i個(gè)遙測的遙測信號標(biāo)準(zhǔn)差，m表示連接母線的遙測的總數(shù)量。3. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，其特征在于，所述擾動范 圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為： 當(dāng)發(fā)生故障后，故障所在的廠站和與故障廠站線路連接的廠站的全部遙測數(shù)據(jù)； 當(dāng)發(fā)電機(jī)組投運(yùn)或退出時(shí)，發(fā)電廠的全部遙測數(shù)據(jù)； 當(dāng)設(shè)備投運(yùn)或退出時(shí)，設(shè)備本身及其所在母線的全部遙測數(shù)據(jù)。4. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，其特征在于，所述濾波具 體采用的是卡爾曼濾波。5. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，其特征在于，所述濾波具 體采用的是跟蹤微分器濾波。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種調(diào)度系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)的在線濾波方法，包括：對原始遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行在線濾波并估算遙測信號方差；根據(jù)電力系統(tǒng)的等式約束條件和所述遙測信號方差對濾波結(jié)果進(jìn)行修正；進(jìn)行擾動監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到發(fā)生擾動時(shí)，對擾動范圍內(nèi)的遙測數(shù)據(jù)暫停濾波，當(dāng)監(jiān)測到干擾消失后，重新開始在線濾波。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方便，實(shí)施效果顯著，可以為調(diào)度系統(tǒng)高級應(yīng)用提供更準(zhǔn)確的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G06F19/00, H02J13/00
【公開號】CN105071530
【申請?zhí)枴緾N201510418589
【發(fā)明人】王毅, 鄒德虎, 戴則梅, 閃鑫, 蘇大威, 徐春雷
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省電力公司, 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月16日