【摘要】：電能作為國家支柱型能源產(chǎn)業(yè)一直以來都是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國民生活質(zhì)量的重要因素,能否提供一個安全、穩(wěn)定、可靠的電力能源輸出將關(guān)系到能否在日益發(fā)展的社會環(huán)境中發(fā)揮中流砥柱的作用。因此,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,有著非常重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本文的研究方向:對電力系故障數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類統(tǒng)一,并對其進(jìn)行挖掘、分析,達(dá)到故障發(fā)生時能快速鑒別,以便快速處理故障;故障發(fā)生前做到高危設(shè)備預(yù)警,以便防患于未然。具體從以下幾個方面展開研究:根據(jù)電力系統(tǒng)的現(xiàn)有設(shè)備情況進(jìn)行升級,提出建立起一次設(shè)備與二次設(shè)備相連接的新型方法;通過數(shù)學(xué)及物理學(xué)角度把提取到的故障暫態(tài)分量進(jìn)行分析,建立了故障數(shù)據(jù)計算分析庫,與以往的分散式保護(hù)進(jìn)行對比,指出了集中式整定、分布式運(yùn)算的方向。通過規(guī)范歷史沉淀信息使其變?yōu)榻y(tǒng)一格式的數(shù)據(jù),并比較現(xiàn)有的幾種數(shù)據(jù)庫類型選擇了基于No SQL技術(shù)的Mongo DB作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲的數(shù)據(jù)倉庫。因?yàn)槟壳皵?shù)據(jù)種類繁多的現(xiàn)狀不可更改,本文遵從ETL思想,整合不同的故障數(shù)據(jù),建立以COMTRADE格式為標(biāo)準(zhǔn)的故障數(shù)據(jù)庫,用以對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲及調(diào)用。實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理功能,極大的方便了電力系統(tǒng)故障類型的判別。對電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)的分析方法是基于Map Reduce的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的整體架構(gòu),研究FCM聚類算法在電力系統(tǒng)故障分析領(lǐng)域的應(yīng)用方式,使用了模糊聚類的算法來進(jìn)行故障設(shè)備信息的聚類,極大的提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,對高危設(shè)備的分析效果較好,應(yīng)用于實(shí)際工作中可十分明顯的減少不必要的勞動量。根據(jù)現(xiàn)場需求,采用C/S架構(gòu),由Java語言編寫,使用Netty作為通信框架,使用Google的Protobuf進(jìn)行傳輸對象序列化,使用Swing作為顯示層,使用Maven作為版本控制器,使用JSCI進(jìn)行分析結(jié)果的繪制,并基于Java語言本身,給出了實(shí)現(xiàn)方式上的優(yōu)化。完成了電力故障模擬系統(tǒng)的開發(fā),通過人工設(shè)定故障狀態(tài)驗(yàn)證故障分類功能的測試,并進(jìn)行了帶網(wǎng)實(shí)驗(yàn),在現(xiàn)場的實(shí)際工作中驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的可行性與準(zhǔn)確性。對原有運(yùn)行方式與本系統(tǒng)應(yīng)用后運(yùn)行方式在處理同樣問題及情況時作了對比分析。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM711;TP311.52
【圖文】：

從早期的機(jī)械常規(guī)繼電器——油墨式故障波形記錄裝置，到第二代的機(jī)械——光學(xué)式故障波形記錄器（目前已經(jīng)基本淘汰），再到現(xiàn)在第三代繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了微型計算機(jī)數(shù)字化架構(gòu)，在功能上有了長足的進(jìn)步，可靠性增強(qiáng)的同時智能化功能也有所提高，增大了存儲數(shù)據(jù)的容量，不只異常動作時間、故障種類判斷、故障設(shè)備信息和動作情況按時間排序存儲，對長距離的大量數(shù)據(jù)的主機(jī)與后臺機(jī)傳輸分析等幾個方面也有了質(zhì)的飛躍[10]�，F(xiàn)階段，電網(wǎng)中保護(hù)裝置及故障波形記錄器電力系統(tǒng)中主要采用第三代故障波形記錄器[11]。目前保護(hù)設(shè)備各類數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系方式圖——保護(hù)裝置聯(lián)網(wǎng)示意(見圖 1-1)，由設(shè)在國網(wǎng)總部、省級電力分公司、地市級供電公司、地區(qū)級調(diào)度控制中心的系統(tǒng)主站和各個管轄的運(yùn)維站構(gòu)成。當(dāng)發(fā)生設(shè)備故障導(dǎo)致保護(hù)裝置動作時，調(diào)控中心的主站機(jī)即變成了一個單方向的數(shù)據(jù)量收集系統(tǒng)，只會將所有上報的數(shù)據(jù)不加以區(qū)分的提供給運(yùn)維人員，而在這種情形下要求運(yùn)維人員能夠快速、準(zhǔn)確的對故障類型進(jìn)行區(qū)分及判定并不是一件容易的事[12]。因此，升級現(xiàn)有調(diào)控中心的自動化能力，將對發(fā)生故障時的電網(wǎng)智能分析和幫助電力系統(tǒng)運(yùn)維人員恢復(fù)故障設(shè)備供電提供一個可靠的決策依據(jù)，其具有重大的意義和現(xiàn)場實(shí)用價值。

圖 1-2 智能化電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)之間的區(qū)別示意圖目前，建立一個面向全局智能電網(wǎng)的智能化電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理與分析軟件已經(jīng)是勢在必行，如何能使該軟件涵蓋面更廣泛，跨專業(yè)融合度更高，同時保持其可靠性與靈敏性將是此系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。此系統(tǒng)將是一個重要的支撐平臺，用以幫助運(yùn)行人員更加及時和詳細(xì)的掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，不僅可以在第一時間發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行事故，更可將原來事故發(fā)生后被動的處理事故轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥陌l(fā)現(xiàn)事故隱患，在增強(qiáng)了電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性和自動化系統(tǒng)可靠性的同時也減輕了一線運(yùn)行人員工作壓力。如何智能化的區(qū)分故障數(shù)據(jù)是整個電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其方法主要是通過不同時期，不同狀態(tài)下電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行與暫態(tài)突變的變化量不同來進(jìn)行判斷，具體方法下文會做詳細(xì)介紹。從另外一個角度看，通過對電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析也將為事故處理預(yù)案的建立和完善起到積極的作用，為進(jìn)一步提高電力調(diào)度智能化也提供了重要依據(jù)。如何在保證電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和供電可靠性的同時保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，這也是智能電網(wǎng)要解決的主要問題之一。所謂電網(wǎng)的可靠性運(yùn)行，是指在高度耦合的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下要有可靠的統(tǒng)一調(diào)度，即便發(fā)生某一局部故障也應(yīng)該及時對故障進(jìn)行隔離，不至于導(dǎo)致

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2733545