[发明专利]数据采集与监控系统中基于振荡波形特征的电网动态过程数据压缩传输与重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统调度自动化技术，特别涉及电力系统数据采集与监控系统（SCADA）中电网动态过程数据的压缩传输与重构方法。

背景技术

数据采集与监控系统（Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA）是伴随计算机和通信技术发展而来的一种监控系统，被广泛地应用到电力、供水、石油、化工、燃气以及过程控制等诸多领域，以在电网调度中应用最为普遍。它通过安装在电厂和变电站的远程数据采集终端（Remote Terminal Unit, RTU）将监控对象——电网的状态信息(如电流、电压、线路潮流、开关状态等)反馈到调度控制中心，对不正常状态报警，并为调度员进行决策和实施控制提供帮助。一般而言，电网正常运行时，数据采集与监控系统能完整准确地反应电网状态信息，帮助调度运行人员及时跟踪、调整电力系统运行状态，已成为电力调度不可缺少的工具。

由于数据采集与监控系统需要实现监测分布在广阔地域上几十甚至几百个变电站和发电厂的成千上万个电流、电压、频率、潮流和开关状态信息，受网络通信和计算机处理容量的限制，只能以几秒一次的方式刷新显示电网状态。当电网处于正常运行状态且节点电压和线路潮流变化不大时，数据采集与监控系统能准确反应电网运行状态。但当电网发生短路故障或其它扰动时，电网的电流、电压和线路潮流都可能快速变化，此时每隔几秒刷新一次显示电网状态的数据采集与监控系统就无法准确反应系统动态过程。此类情形在实际电网的紧急状况处理中时有发生，某些典型的电网动态过程如低频振荡现象在数据采集与监控系统中长期得不到有效监测，严重影响调度人员及时正确决策。

数字化变电站中，远程数据采集终端可通过变电站内通信网络从电子式互感器中接收到每一瞬时的电流、电压测量数据，并计算得到线路潮流。实际上，变电站侧远程数据采集终端收集的数据完整地包含了电网动态过程信息。但由于数据采集与监控系统网络的通信带宽限制，不可能将电网动态过程数据完整地发送到调度控制中心，只能每隔几秒钟刷新显示电网状态，难以给调度运行人员提供扰动时电网振荡过程动态信息。解决此问题的一种可行选择是从数据刷新周期内动态过程数据中提取并传输少量能表征动态过程信息的数据，以降低对通信系统的要求，再在调度控制中心根据接收到的数据重构电网动态过程，达到将电力系统动态信息传达到调度控制中心的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种数据采集与监控系统中基于振荡波形特征的电网动态过程数据压缩传输与重构方法，其可在数据采集与监控系统现有硬件设施基础上提高其反映系统动态过程的能力，以提高电网动态过程在数据采集与监控系统中的可观测性，提高调度人员应对突发事件和快速正确决策的能力。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种数据采集与监控系统中基于振荡波形特征的电网动态过程数据压缩传输与重构方法，该方法是于数据采集与监控系统的一刷新周期内，在远程数据采集终端（RTU），采用不均匀抽样方式，对观测对象（即节点电压、支路有功和支路无功）动态过程数据抽取能反映电网动态过程振荡特性的数据点（波峰或波谷），实现数据压缩，并将抽取的数据点及其位置信息经通信网络传送至调度控制中心，在调度控制中心端对接收到的数据利用三次Hermite插值多项式插值重构该观测对象各时间点的动态数据，以显示电力系统动态过程。

其中：重构时采用的三次Hermite插值多项式为：