[发明专利]电力系统监测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统监测技术，具体地说是涉及一种将多种监测功能集成到一个装置上的监测方法，并涉及采用该方法所涉及的装置。

背景技术

随着全国同步互联电网初步形成，面对规模如此庞大的交流弱联系和交直流混合大电网，电网动态特性日趋复杂、电网的故障定位、故障分析监测、动态特性分析变得更为重要；随着计算机技术、通信技术和数学工具的迅速发展，电力系统监测技术也取得了长足的进步，为电力系统的实时稳定监测与控制提供了强有力的手段。大量的电力系统相量测量装置、故障录波装置、行波测距装置在电力系统生产一线得到了应用。

电力系统相量测量装置PMU主要用于测量电压及电流的相量等数据，并传送到主站，以供实时监测、保护和控制等使用。基于PMU的广域测量技术成为目前电力系统动态监控领域的基石。电力系统广域测量技术的发展，使得电网运行人员可以随时迅速得到电网各重要节点的电压和相角的精确信息，实现对电力系统的在线安全评估和广域控制，从而可以对异常情况及时采取防护性和校正性措施，使故障扰动的影响最小化。电力系统广域测量技术，对于电力系统的静态、动态分析和运行控制、电力系统继电保护、电力电子装备控制、能量管理系统EMS等，都有很好的应用前景。

故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种装置，它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功及系统频率的全过程变化现象。主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，分析事故形成原因及发展过程，了解系统暂态过程中系统各电参量的变化规律，校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。多年来，故障录波已成为分析系统故障的重要依据。故障录波装置也成为电力系统建设的标准配置。

故障测距装置采用小波变换技术和高速采样技术，通过线路两端的实测电流、电压及线路阻抗参数来计算出故障点的精确位置的装置。该装置在线路上发生故障时能迅速的测量判断发生故障的位置，减少线路巡查的工作量，为现场工作人员尽快消除故障缺陷，迅速恢复系统供电，减少因停电造成的综合经济损失提供强有力的帮助，从而节约大量的人力、物力。

这些设备目前都已在电力系统中获得了广泛的应用，但是，这些设备都存在功能单一的特点。如图1所示，电网中的各个传感器获取运行状态信号后，均需要分别发送给三个监控装置。在实际中，故障录波装置除故障录波功能外，一般都具备故障测距功能，但由于原理的缺陷其测距误差范围在3％以内，而新型的电力系统故障测距装置则能达到误差小于500米的指标。相量测量装置一般具备暂态录波功能，但目前的通讯协议并未对暂态录波数据的传输协议做出明确的规定，相量测量装置也未为故障录波提供实用性的功能，如数据分析、管理、故障信息汇总等。同时由于每个装置都要单独组屏，接线，这不但造成了大量重复的硬件投资，也造成现场二次接线的复杂程度。实际上，上述装置都属于典型的电力系统监测设备，其在设计实现上有很多的相似或者相同之处，在硬件结构上都是需要对现场的线路二次PT、CT数据进行高速采集，在功能实现是也都是采用相似的设计层次结构。基于这些设备的大量使用以及其在设计实现上的许多相似相同之处，有必要研制新一代的多功能电力系统分布式监测装置。该装置集成PMU，故障录波装置和故障测距装置的功能，实现对变电站、电厂的分布式监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种能同时进行故障录波、行波测距和相量测量的电力系统监测方法及其装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明中的电力系统监测方法是指：位于电网中的传感器实时获取电力系统的运行状态信号；数据采集单元以卫星同步时钟的秒脉冲信号作为采样基准信号对所述的运行状态信号进行采样，并把采集到的数据通过光纤通讯接口电路输出到数据应用层的功能应用单元；所述的功能应用单元对采集到的数据进行分析处理，并把处理的结果发送给监控主站。

上述数据应用层包括相量监测功能应用单元、故障录波功能应用单元和行波测距功能应用单元中的至少两个。

上述的故障录波功能应用单元包括DSPS、DSPB两个处理器和一个ARM处理器；其中，DSPS处理器对录波数据进行存储，DSPB处理器接收数据采集单元发送来的原始测量数据并进行故障录波的触发判断，当条件满足时，向ARM处理器产生触发录波中断；ARM处理器接收DSPB处理器的触发录波信息后，根据触发时间信息找到录波数据并形成录波文件，然后将所述的录波文件发送给监控主站。