一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法及系统

技术领域

本发明属于配电网领域，涉及数据分析技术，具体是一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法及系统。

背景技术

交直流混合配电网是指交流和直流混合在一起的配电网络，在交流配电网的基础上建设交直流混合配电网是未来配电网的发展趋势，而在优化规划方面，已有对直流配电网的拓扑、电压等级、规划方法、可靠性、经济性和综合评估问题的研究，但现有技术中的交直流配电系统过程管理方法及系统，无法对所有的输电线路的配网状态进行综合分析，导致配网分析结果精确性不高，同时无法将实际配网状态与配电网的输出功率进行规律分析，进而无法有效对配电系统进行优化；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法及系统，用于解决现有技术中的交直流配电系统过程管理方法及系统，无法对所有的输电线路的配网状态进行综合分析的问题。

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对所有的输电线路的配网状态进行综合分析的交直流配电系统过程管理方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理系统，包括过程管理平台，所述过程管理平台通信连接有压流监控模块、配网分析模块、功率检测模块以及存储模块；

所述压流监控模块用于对交直流配电网的电压与电流进行监控分析：设定管理周期，将管理周期分割为若干个管理时段，将交直流配电网的输电线路标记为管理对象，获取管理对象的压激值YJ与流激值LJ并进行数值计算得到管理对象在管理时段内的输稳系数SW；通过输稳系数SW的数值大小将管理对象标记为输稳对象或输波对象；将管理时段内的输稳对象与输波对象均通过过程管理平台发送至配网分析模块；

所述配网分析模块用于对交直流配电网的整体运行状态进行分析：获取管理时段的输波数据SB、输连数据SL以及波幅数据BF并进行数值计算得到交直流配电网在管理时段内的配网系数PW；通过配网系数PW的数值大小将管理时段标记为合格时段或不合格时段，将不合格时段通过过程管理平台发送至管理人员的手机终端；

所述功率分析模块用于对交直流配电网的输出功率进行管理分析：将管理时段内交直流配电网的输出功率最大值标记为功率值，将所有合格时段内交直流配电网的功率值建立功率集合，对功率集合进行方差计算得到功散值，通过存储模块获取到功散阈值，将功散值与功散阈值进行比较并通过比较结果获取到功率范围；将功率范围发送至过程管理平台，过程管理平台接收到功率范围后将功率范围发送至存储模块进行存储。

作为本发明的一种优选实施方式，管理对象的压激值YJ的获取过程包括：获取管理对象的电压范围，将电压范围的最大值与最小值的平均值标记为管理对象的电压标准值，将管理对象输送电压值与电压标准值的差值的绝对值标记为压激数据，将管理时段内压激数据的最大值标记为管理对象的压激值YJ；流激值LJ的获取工程包括：获取管理对象的电流范围，将电流范围的最大值与最小值的平均值标记为管理对象的电流标准值，将管理对象的输送电流值与电流标准值的差值的绝对值标记为流激数据，将管理时段内流激数据的最大值标记为管理对象的流激值LJ。

作为本发明的一种优选实施方式，将管理对象标记为输稳对象或输波对象的具体过程包括：通过存储模块获取到输稳阈值SWmax，将管理对象的输稳系数SW与输稳阈值SWmax进行比较：

若输稳系数SW小于输稳阈值SWmax，则判定管理对象在管理时段内的配电输送稳定性满足要求，将对应的管理对象标记为输稳对象；

若输稳系数SW大于等于输稳阈值SWmax，则判定管理对象在管理时段内的配电输送稳定性不满足要求，将对应的管理对象标记为输波对象。

作为本发明的一种优选实施方式，管理时段的输波数据SB为管理时段内输波对象的数量值；输连数据SL的获取过程包括：随机选取一个输波对象并标记为选中对象，若存在与选中对象相连接的输波对象，则将选中对象与相连接的输波对象进行剔除，同时输连数据SL的数值加一；若不存在与选中对象相连接的输波对象，则直接将选中对象剔除；再次进行选中对象的选取，直至输波对象被全部剔除，将输连数据SL的数值进行输出，输出后将输连数据SL的数值清零；波幅数据BF的获取过程包括：将管理时段内输稳系数SW数值最大的输波对象标记为标记对象，将标记对象的输稳系数SW与输稳阈值SWmax的差值标记为波幅数据BF。

作为本发明的一种优选实施方式，通过存储模块获取到配网阈值PWmax，将交直流配电网的配网系数PW与配网阈值PWmax进行比较：

若配网系数PW小于配网阈值PWmax，则判定交直流配电网的配网状态满足要求，将对应的管理时段标记为合格时段；

若配网系数PW大于等于配网阈值PWmax，则判定交直流配电网的配网状态不满足要求，将对应的管理时段标记为不合格时段。

作为本发明的一种优选实施方式，将功散值与功散阈值进行比较的具体过程包括：若功散值小于功散阈值，则由功率集合中的最小元素与最大元素构成功率范围；若功散值大于等于功散阈值，则由配网系数PW最小的两个管理时段对应的功率值构成功率范围。

一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法，包括以下步骤：

步骤一：对交直流配电网的电压与电流进行监控分析：设定管理周期，将管理周期分割为若干个管理时段，将交直流配电网的输电线路标记为管理对象，获取管理对象的压激值YJ与流激值LJ并进行数值计算得到输稳系数SW，通过输稳系数的数值大小将管理对象标记为输稳对象或输波对象；

步骤二：对交直流配电网的整体运行状态进行分析：获取管理时段的输波数据SB、输连数据SL以及波幅数据BF并进行数值计算得到配网系数PW，通过配网系数PW的数值大小将管理时段标记为合格时段或不合格时段；

步骤三：对交直流配电网的输出功率进行管理分析并得到功率范围，将功率范围发送至过程管理平台，过程管理平台接收到功率范围后将功率范围发送至存储模块进行存储。

本发明具备下述有益效果：

1、通过压流监控模块可以对交直流配电网的电压与电流进行监控分析，通过分时段检测的方式，对管理时段内配电线路的各项输电参数进行综合分析，从而通过计算得到的输稳系数对输电线路的配电状态进行反馈，根据配电状态对配电线路进行分类标记，为配电网的配电状态分析提供数据支撑；

2、通过配网分析模块可以对交直流配电网的整体运行状态进行分析，通过对管理时段内的输波对象的数量、空间分布以及波动程度进行综合计算得到配网系数，从而通过配网系数对配电网的配电状态进行反馈，配电网的配电状态异常时及时进行预警；

3、通过功率分析模块可以对交直流配电网的输出功率进行管理分析，通过对各个管理时段内配电网的配网系数与功率值进行规律分析得出功率范围，从而通过功率范围对下一管理周期的配电网输出功率进行优化调节，提高下一管理周期内配电网的配电状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的系统框图；

图2为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

传统的交流配电系统面临线损高、电能质量扰动、电压跌落等一系列问题，难以满足电力用户日益增长的电力需求，与交流配电网相比，直流供电能有效解决谐波、三相不平衡等电能质量问题，且在改善供电质量方面优势明显，但是短时间内还无法完全替代交流配电网，因此，在交流配电网的基础上建设交直流混合配电网是未来配电网的发展趋势。

实施例一

如图1所示，一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理系统，包括过程管理平台，过程管理平台通信连接有压流监控模块、配网分析模块、功率检测模块以及存储模块。

压流监控模块用于对交直流配电网的电压与电流进行监控分析：设定管理周期，将管理周期分割为若干个管理时段，将交直流配电网的输电线路标记为管理对象，获取管理对象的压激值YJ与流激值LJ，管理对象的压激值YJ的获取过程包括：获取管理对象的电压范围，将电压范围的最大值与最小值的平均值标记为管理对象的电压标准值，将管理对象输送电压值与电压标准值的差值的绝对值标记为压激数据，将管理时段内压激数据的最大值标记为管理对象的压激值YJ；流激值LJ的获取工程包括：获取管理对象的电流范围，将电流范围的最大值与最小值的平均值标记为管理对象的电流标准值，将管理对象的输送电流值与电流标准值的差值的绝对值标记为流激数据，将管理时段内流激数据的最大值标记为管理对象的流激值LJ；通过公式SW＝α1*YJ+α2*LJ得到管理对象在管理时段内的输稳系数SW，输稳系数是一个反映管理对象在管理周期内的输电稳定性的数值，输稳系数的数值越小，则表示管理对象在管理周期内的输电稳定性更高；其中α1以及α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；通过存储模块获取到输稳阈值SWmax，将管理对象的输稳系数SW与输稳阈值SWmax进行比较：若输稳系数SW小于输稳阈值SWmax，则判定管理对象在管理时段内的配电输送稳定性满足要求，将对应的管理对象标记为输稳对象；若输稳系数SW大于等于输稳阈值SWmax，则判定管理对象在管理时段内的配电输送稳定性不满足要求，将对应的管理对象标记为输波对象；将管理时段内的输稳对象与输波对象均通过过程管理平台发送至配网分析模块；对交直流配电网的电压与电流进行监控分析，通过分时段检测的方式，对管理时段内配电线路的各项输电参数进行综合分析，从而通过计算得到的输稳系数对输电线路的配电状态进行反馈，根据配电状态对配电线路进行分类标记，为配电网的配电状态分析提供数据支撑。

配网分析模块用于对交直流配电网的整体运行状态进行分析：获取管理时段的输波数据SB、输连数据SL以及波幅数据BF；管理时段的输波数据SB为管理时段内输波对象的数量值；输连数据SL的获取过程包括：随机选取一个输波对象并标记为选中对象，若存在与选中对象相连接的输波对象，则将选中对象与相连接的输波对象进行剔除，同时输连数据SL的数值加一；若不存在与选中对象相连接的输波对象，则直接将选中对象剔除；再次进行选中对象的选取，直至输波对象被全部剔除，将输连数据SL的数值进行输出，输出后将输连数据SL的数值清零；波幅数据BF的获取过程包括：将管理时段内输稳系数SW数值最大的输波对象标记为标记对象，将标记对象的输稳系数SW与输稳阈值SWmax的差值标记为波幅数据BF；通过公式PW＝β1*SB+β2*SL+β3*BF得到交直流配电网在管理时段内的配网系数PW，配网系数是一个反映交直流配电网在管理时段内的配网状态的数值，配网系数的数值越小，则表示交直流配电网在管理时段内的配网状态越好；其中β1、β2以及β3均为比例系数，且β1、β2以及β3均为比例系数，且β1＞β2＞β3＞1；通过存储模块获取到配网阈值PWmax，将交直流配电网的配网系数PW与配网阈值PWmax进行比较：若配网系数PW小于配网阈值PWmax，则判定交直流配电网的配网状态满足要求，将对应的管理时段标记为合格时段；若配网系数PW大于等于配网阈值PWmax，则判定交直流配电网的配网状态不满足要求，将对应的管理时段标记为不合格时段；将不合格时段通过过程管理平台发送至管理人员的手机终端；对交直流配电网的整体运行状态进行分析，通过对管理时段内的输波对象的数量、空间分布以及波动程度进行综合计算得到配网系数，从而通过配网系数对配电网的配电状态进行反馈，配电网的配电状态异常时及时进行预警。

功率分析模块用于对交直流配电网的输出功率进行管理分析：将管理时段内交直流配电网的输出功率最大值标记为功率值，将所有合格时段内交直流配电网的功率值建立功率集合，对功率集合进行方差计算得到功散值，通过存储模块获取到功散阈值，将功散值与功散阈值进行比较：若功散值小于功散阈值，则由功率集合中的最小元素与最大元素构成功率范围；若功散值大于等于功散阈值，则由配网系数PW最小的两个管理时段对应的功率值构成功率范围；将功率范围发送至过程管理平台，过程管理平台接收到功率范围后将功率范围发送至存储模块进行存储；对交直流配电网的输出功率进行管理分析，通过对各个管理时段内配电网的配网系数与功率值进行规律分析得出功率范围，从而通过功率范围对下一管理周期的配电网输出功率进行优化调节，提高下一管理周期内配电网的配电状态。

实施例二

如图2所示，一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法，包括以下步骤：

步骤一：对交直流配电网的电压与电流进行监控分析：设定管理周期，将管理周期分割为若干个管理时段，将交直流配电网的输电线路标记为管理对象，获取管理对象的压激值YJ与流激值LJ并进行数值计算得到输稳系数SW，通过输稳系数的数值大小将管理对象标记为输稳对象或输波对象，根据配电状态对配电线路进行分类标记，为配电网的配电状态分析提供数据支撑；

步骤二：对交直流配电网的整体运行状态进行分析：获取管理时段的输波数据SB、输连数据SL以及波幅数据BF并进行数值计算得到配网系数PW，通过配网系数PW的数值大小将管理时段标记为合格时段或不合格时段，通过配网系数对配电网的配电状态进行反馈，配电网的配电状态异常时及时进行预警；

步骤三：对交直流配电网的输出功率进行管理分析并得到功率范围，将功率范围发送至过程管理平台，过程管理平台接收到功率范围后将功率范围发送至存储模块进行存储，通过功率范围对下一管理周期的配电网输出功率进行优化调节，提高下一管理周期内配电网的配电状态。

一种基于功率控制的交直流配电系统过程管理方法及系统，工作时，对交直流配电网的电压与电流进行监控分析：设定管理周期，将管理周期分割为若干个管理时段，将交直流配电网的输电线路标记为管理对象，获取管理对象的压激值与流激值并进行数值计算得到输稳系数，通过输稳系数的数值大小将管理对象标记为输稳对象或输波对象；对交直流配电网的整体运行状态进行分析：获取管理时段的输波数据、输连数据以及波幅数据并进行数值计算得到配网系数，通过配网系数的数值大小将管理时段标记为合格时段或不合格时段；对交直流配电网的输出功率进行管理分析并得到功率范围，将功率范围发送至过程管理平台，过程管理平台接收到功率范围后将功率范围发送至存储模块进行存储。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式PW＝β1*SB+β2*SL+β3*BF；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的配网系数；将设定的配网系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到β1、β2以及β3的取值分别为5.48、3.25和2.14；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的配网系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如配网系数与输波数据的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。