一种供电系统振荡治理方法及系统与流程

1.本发明涉及振荡治理技术领域，具体为一种供电系统振荡治理方法及系统。


背景技术：

2.海洋运输是国际物流中最主要的运输方式，自动化码头的装卸运输设备全部由电力驱动，其生产效率是传统码头的一倍以上，大量电力电子设备运行使得供电系统易产生振荡现象，导致生产设备脱网，影响作业安排，并具有一定安全隐患。
3.因此亟需一种供电系统振荡治理方法，解决供电系统振荡，提升生产效率，杜绝安全隐患。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明解决的技术问题是：自动化码头的装卸运输设备全部由电力驱动，大量电力电子设备运行使得供电系统易产生振荡现象的优化问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种供电系统振荡治理方法，包括：
8.采集供电系统产生的数据，对采集的数据预处理；
9.对预处理后的数据进行振荡检测；
10.若发生振荡，对产生的振荡进行抑制，进行稳定性评估。
11.作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述数据预处理包括：对采集的数据进行数据滤波，将滤波后的数据进行振荡检测；
12.所述数据滤波包括对采集的数据进行判断，剔除异常数据，采用准比例谐振控制进行滤波处理。
13.作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述准比例谐振控制表示为：
[0014][0015]
其中，k
p
为控制器的比例系数，kr为控制器的谐振系数；ω1为被控信号的频率；ωc为带宽频率。
[0016]
作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述振荡检测包括：
[0017]
采样振荡信息，通过分析振荡频率，判断是否振荡，将分析数据上传至数据库；
[0018]
所述振荡信息包括对幅值、相位和频率进行采样；
[0019]
所述分析振荡频率包括第一振荡频率和第二振荡频率，所述第一振荡频率为数据库对供电系统各装置预设频率，所述第二振荡频率为根据振荡信息求得供电系统各装置振荡频率。
[0020]
作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述判断是否振荡包括：
[0021]
将第一振荡频率和第二振荡频率进行比较，当振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将检测信息上传至数据库，当检测到有风险的振荡信息时，进行报警并采取保护和控制指令抑制振荡，将检测信息发送至阻尼控制器，根据检测信息对产生的振荡进行自动调节措施抑制振荡；
[0022]
当振荡差值＜3.5％时，判断为未发生振荡，将检测日志上传至数据库保存。
[0023]
作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述抑制振荡包括：
[0024]
通过附加在分变电所母线上储能模块和振荡抑制模块进行抑制，振荡抑制模块根据振荡差值，下达抑制指令至储能模块，储能模块根据振荡差值进行自动调节，调节结束后，再次进行振荡检测，若通过检测，进行稳定性评估；
[0025]
若未通过检测，立即向阻尼控制器报警，阻尼控制器根据指令，采取针对性措施，抑制振荡，当抑制结束后再次进行稳定性评估。
[0026]
作为本发明所述的供电系统振荡治理方法的一种优选方案，其中，所述稳定性评估包括：
[0027]
当系统判断发生振荡时，对供电系统其他装置再次检测；
[0028]
当任一装置振荡差值≥3％且＜3.5％时，进行振荡预警，生成预警信息发送至数据库，对差值超过阈值的供电系统进行再次分析，通过下达调整运行参数的指令，进行第一次调整，当第一次调整结束后，再次检测差值，若差值依旧在阈值范围内，阻尼控制器对当前检测装置进行重点监控，根据实际情况进行第二次调整；
[0029]
当任一装置振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将预警信息发送至数据库进行报警，分析振荡原因，进行抑制振荡。
[0030]
本发明的另外一个目的是提供一种供电系统振荡治理系统其能通过对供电系统的监视和预警解决了目前无法及时预防振荡治理并对振荡系统进行抑制的问题。
[0031]
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种供电系统振荡治理系统，包括：
[0032]
数据处理模块，数据库模块，振荡抑制模块，储能模块；
[0033]
作为本发明所述的供电系统振荡治理系统的一种优选方案，其中，所述数据处理模块是对数据的处理和解析，判断是否发生振荡并分类的装置，用于采集供电系统数据，进行预处理，将处理后的数据进行振荡检测，将检测结果发送至数据库模块；
[0034]
作为本发明所述的供电系统振荡治理系统的一种优选方案，其中，所述数据库模块是接收振荡分析结果并下达抑制指令的装置，用于接收数据处理模块发送的数据，根据分析结果进行根据振荡原因进行抑制措施；
[0035]
作为本发明所述的供电系统振荡治理系统的一种优选方案，其中，所述振荡抑制模块是对振荡原因进行溯源并进行监视和预警的装置，用于接收抑制指令，根据振荡差值，
向储能模块下达调整指令，调整后再次进行稳定性评估；
[0036]
作为本发明所述的供电系统振荡治理系统的一种优选方案，其中，所述储能模块是具有超级电容的储能特性并进行快速充放电的装置，用于接收振荡抑制模块指令，根据振荡差值进行自动调节措施抑制振荡。
[0037]
一种振荡抑制控制器设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有振荡抑制控制器程序，其特征在于，所述处理器执行所述振荡抑制控制器程序时实现如上所述方法的步骤。
[0038]
一种振荡抑制控制器可读存储介质，其上存储有振荡抑制控制器程序，其特征在于，所述振荡抑制控制器程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0039]
本发明的有益效果：本发明提供的供电系统振荡治理方法进行自适应调节振荡，实现了振荡高效治理，大大减少了人力投入。同时，振荡治理后进行稳定性分析，实现振荡预警和振荡监控相结合，有效防止发生振荡对电气设备造成实质性损伤，降低了运维管控成本，有效避免和减少振荡的发生。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0041]
图1为本发明一个实施例提供的一种供电系统振荡治理方法的整体流程图；
[0042]
图2为本发明第二个实施例提供的一种供电系统振荡治理系统的整体结构图；
[0043]
图3为本发明第四个实施例提供的一种供电系统振荡治理方法抑制准确率与传统方法对比图；
[0044]
图4为本发明第四个实施例提供的一种供电系统振荡治理方法不同阈值对准确率影响实验图。
具体实施方式
[0045]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
[0046]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0047]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0048]
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，
也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]
实施例1
[0050]
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种供电系统振荡治理方法，包括：
[0051]
采集供电系统产生的数据，对采集的数据预处理；
[0052]
对预处理后的数据进行振荡检测；
[0053]
若发生振荡，对产生的振荡进行抑制，进行稳定性评估。
[0054]
数据预处理包括：对采集的数据进行数据滤波，将滤波后的数据进行振荡检测；
[0055]
所述数据滤波包括对采集的数据进行判断，剔除异常数据，采用准比例谐振控制进行滤波处理。
[0056]
准比例谐振控制表示为：
[0057][0058]
其中，k
p
为控制器的比例系数，kr为控制器的谐振系数；ω1为被控信号的频率；ωc为带宽频率。
[0059]
振荡检测包括：采样振荡信息，通过分析振荡频率，判断是否振荡，将分析数据上传至数据库；
[0060]
所述振荡信息包括对幅值、相位和频率进行采样；
[0061]
所述分析振荡频率包括第一振荡频率和第二振荡频率，所述第一振荡频率为数据库对供电系统各装置预设频率，所述第二振荡频率为根据振荡信息求得供电系统各装置振荡频率。
[0062]
判断是否振荡包括：将第一振荡频率和第二振荡频率进行比较，当振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将检测信息上传至数据库，当检测到有风险的振荡信息时，进行报警并采取保护和控制指令抑制振荡，将检测信息发送至阻尼控制器，根据检测信息对产生的振荡进行自动调节措施抑制振荡；
[0063]
当振荡差值＜3.5％时，判断为未发生振荡，将检测日志上传至数据库保存。
[0064]
当阈值过大时，就会有识别遗漏现象，应识别为发生振荡但是没有被识别，对后续生产造成不良影响，当阈值过小时，就会有错识别现象发生，未发生振荡但是被判定为发生振荡进行抑制，可能会导致新振荡的产生，根据实验结果，最终确定当振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡。
[0065]
抑制振荡包括：通过附加在分变电所母线上储能模块和振荡抑制模块进行抑制，振荡抑制模块根据振荡差值，下达抑制指令至储能模块，储能模块根据振荡差值进行自动调节，调节结束后，再次进行振荡检测，若通过检测，进行稳定性评估；
[0066]
若未通过检测，立即向阻尼控制器发出报警信号，阻尼控制器根据检测到的结果，采取针对性措施，抑制振荡，当抑制结束后再次进行稳定性评估。
[0067]
稳定性评估包括：当系统判断发生振荡时，对供电系统其他装置再次检测；
[0068]
当任一装置振荡差值≥3％且＜3.5％时，进行振荡预警，生成预警信息发送至数据库，对差值超过阈值的供电系统进行再次分析，通过下达调整运行参数的指令，进行第一次调整，当第一次调整结束后，再次检测差值，若差值依旧在阈值范围内，阻尼控制器对当
前检测装置进行重点监控，根据实际情况进行第二次调整；
[0069]
当任一装置振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将预警信息发送至数据库进行报警，分析振荡原因，进行抑制振荡。
[0070]
实施例2
[0071]
参照图2，为本发明的一个实施例，提供了一种供电系统振荡治理系统，包括：
[0072]
数据处理模块100，数据库模块200，振荡抑制模块300，储能模块400；
[0073]
所述数据处理模块100是对数据的处理和解析，判断是否发生振荡并分类的装置，用于采集供电系统数据，进行预处理，将处理后的数据进行振荡检测，将检测结果发送至数据库模块200；
[0074]
所述数据库模块200是接收振荡分析结果并下达抑制指令的装置，用于接收数据处理模块100发送的数据，根据分析结果进行根据振荡原因进行抑制措施；
[0075]
所述振荡抑制模块300是对振荡原因进行溯源并进行监视和预警的装置，用于接收抑制指令，根据振荡差值，向储能模块400下达调整指令，调整后再次进行稳定性评估；
[0076]
所述储能模块400是具有超级电容的储能特性并进行快速充放电的装置，用于接收振荡抑制模块300指令，根据振荡差值进行自动调节措施抑制振荡。
[0077]
实施例3
[0078]
本发明的一个实施例，其不同于前两个实施例的是：
[0079]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个振荡抑制控制器可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该振荡抑制控制器软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台振荡抑制控制器设备执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0080]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何振荡抑制控制器可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于振荡抑制控制器的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“振荡抑制控制器可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0081]
振荡抑制控制器可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式振荡抑制控制器盘盒(磁装置)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，振荡抑制控制器可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在振荡抑制控制器存储器中。
[0082]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述
实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0083]
实施例4
[0084]
参照图3-4，为本发明的一个实施例，一种供电系统振荡治理方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
[0085]
本实施例中，对本发明的方法进行具体的使用实验，在预设好的同等的实验环境下，本实施例分别对现有传统的方法、本实施例的方法进行了3组实验，针对上述实施例算法，将不同工况下振荡抑制时间与准确率进行对比，实验结果如下表1-2所示：
[0086]
表1振荡抑制时间对比表
[0087]
振荡抑制时间对比实验1实验2实验3本方法40ms30ms20ms传统方法8s5s4s
[0088]
表2振荡抑制准确率对比表
[0089]
振荡抑制准确率对比实验1实验2实验3本方法98.6％99.2％98.5％传统方法91.3％92.3％90.7％
[0090]
通过以上对比实验可以确定，本发明提供的方法振荡识别速度提升明显，与现有技术相比振荡处理效率得到了显著提高，降低了花费时间；同时在具备实时性的同时，大大降低了错误率。
[0091]
采用本发明方法提出的振荡治理方法后，振荡电流得到明显抑制，为验证不同振荡差值对供电系统振荡治理的影响，根据不同阈值下进行模拟实验，进行振荡判断及抑制，如图4所示，当阈值过大时，就会有识别遗漏现象，应识别为发生振荡但是没有被识别，对后续生产造成不良影响，当阈值过小时，就会有错识别现象发生，未发生振荡但是被判定为发生振荡进行抑制，可能会导致新振荡的产生，采用本发明方法进行抑制振荡，不仅响应时间更短，而且振荡抑制效果更加平稳，根据实验结果，最终确定当振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡。
[0092]
在实际使用中，本发明方法抑制效果更加明显，采取预警、监控和治理相结合，不但解决了发生振荡后的治理，并且在振荡刚发生和未发生的预警阶段，也能够有效抑制和预防振荡，减少振荡对供电系统的影响，降低传播的危险，同时振荡抑制模块提供的多种抑制决策，有利于快速有效的抑制振荡，保障电网的运行安全。
[0093]
满足了实际生产运营要求，强化了供电系统振荡管理及应用、降低了运维管控成本，提升了服务质量，提升调度指挥质量及成效，可以达到比传统方法更加优越的效果，保证了振荡检测的准确性，能够有效的对发生的供电系统振荡进行抑制。
[0094]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发
明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种供电系统振荡治理方法，其特征在于，包括：采集供电系统产生的数据，对采集的数据预处理；对预处理后的数据进行振荡检测；若发生振荡，对产生的振荡进行抑制，进行稳定性评估。2.如权利要求1所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于：所述数据预处理包括：对采集的数据进行数据滤波，将滤波后的数据进行振荡检测；所述数据滤波包括对采集的数据进行判断，剔除异常数据，采用准比例谐振控制进行滤波处理。3.如权利要求2所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于，所述准比例谐振控制表示为：其中，k
p
为控制器的比例系数，k
r
为控制器的谐振系数；ω1为被控信号的频率；ω
c
为带宽频率。4.如权利要求1或3所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于，所述振荡检测包括：采样振荡信息，通过分析振荡频率，判断是否振荡，将分析数据上传至数据库；所述振荡信息包括对幅值、相位和频率进行采样；所述分析振荡频率包括第一振荡频率和第二振荡频率，所述第一振荡频率为数据库对供电系统各装置预设频率，所述第二振荡频率为根据振荡信息求得供电系统各装置振荡频率。5.如权利要求4所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于，所述判断是否振荡包括：将第一振荡频率和第二振荡频率进行比较，当振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将检测信息上传至数据库，当检测到有风险的振荡信息时，进行报警并采取保护和控制指令抑制振荡，将检测信息发送至阻尼控制器，根据检测信息对产生的振荡进行自动调节措施抑制振荡；当振荡差值＜3.5％时，判断为未发生振荡，将检测日志上传至数据库保存。6.如权利要求4或5所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于，所述抑制振荡包括：通过附加在分变电所母线上储能模块和振荡抑制模块进行抑制，振荡抑制模块根据振荡差值，下达抑制指令至储能模块，储能模块根据振荡差值进行自动调节，调节结束后，再次进行振荡检测，若通过检测，进行稳定性评估；若未通过检测，立即向阻尼控制器报警，阻尼控制器根据指令，采取针对性措施，抑制振荡，当抑制结束后再次进行稳定性评估。7.如权利要求6所述的供电系统振荡治理方法，其特征在于，所述稳定性评估包括：当系统判断发生振荡时，对供电系统其他装置再次检测；当任一装置振荡差值≥3％且＜3.5％时，进行振荡预警，生成预警信息发送至数据库，对差值超过阈值的供电系统进行再次分析，通过下达调整运行参数的指令，进行第一次调整，当第一次调整结束后，再次检测差值，若差值依旧在阈值范围内，阻尼控制器对当前检测装置进行重点监控，根据实际情况进行第二次调整；
当任一装置振荡差值≥3.5％时，判断为发生振荡，将预警信息发送至数据库进行报警，分析振荡原因，进行抑制振荡。8.一种供电系统振荡治理系统，其特征在于，包括：数据处理模块(100)，数据库模块(200)，振荡抑制模块(300)，储能模块(400)；所述数据处理模块(100)是对数据的处理和解析，判断是否发生振荡并分类的装置，用于采集供电系统数据，进行预处理，将处理后的数据进行振荡检测，将检测结果发送至数据库模块(200)；所述数据库模块(200)是接收振荡分析结果并下达抑制指令的装置，用于接收数据处理模块(100)发送的数据，根据分析结果进行根据振荡原因进行抑制措施；所述振荡抑制模块(300)是对振荡原因进行溯源并进行监视和预警的装置，用于接收抑制指令，根据振荡差值，向储能模块(400)下达调整指令，调整后再次进行稳定性评估；所述储能模块(400)是具有超级电容的储能特性并进行快速充放电的装置，用于接收振荡抑制模块(300)指令，根据振荡差值进行自动调节措施抑制振荡。9.一种控制器设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有振荡抑制控制器程序，其特征在于，所述处理器执行所述振荡抑制控制器程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。10.一种振荡抑制控制器可读存储介质，其上存储有振荡抑制控制器程序，其特征在于，所述振荡抑制控制器程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种供电系统振荡治理方法及系统，涉及振荡治理技术领域，涉及包括：采集供电系统产生的数据，对采集的数据预处理；对预处理后的数据进行振荡检测；若发生振荡，对产生的振荡进行抑制，进行稳定性评估。本发明提供的供电系统振荡治理方法进行自适应调节振荡，实现了振荡高效治理，大大减少了人力投入。同时，振荡治理后进行稳定性分析，实现振荡预警和振荡监控相结合，有效防止发生振荡对电气设备造成实质性损伤，降低了运维管控成本，有效避免和减少振荡的发生。有效避免和减少振荡的发生。有效避免和减少振荡的发生。


技术研发人员：朱丹 孙祖勇 封阿明 冯炜 邱亮 李厚俊 雷磊 郭巍 陶正华 戎琳
受保护的技术使用者：国电南瑞科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/8/24