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基于SCADA的变电站运行性能评估研究

作　者: 倪丽
导　师: 韩学山
学　校: 山东大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电网厂站拓扑分析随机过程性能评估性能指标
分类号: TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要

电网运行过程中,量测信息日益丰富,如何从这些信息中挖掘反映设备性能本质的最小特征,寻求电网性能快速评估的方法,对电网安全运行有重要意义。电气信息广泛应用于生产分析和操作运行等方面,是充足且免费的,其量测点位于变电站内；变电站作为电网中绝大部分设备的集合体,对其简化和等值是进行电网性能评估的基础。在此基础上,本文提出基于电气量测、面向时间过程化的变电站运行性能评估,并展开深入的探索性研究。首先,以厂站概念为基础,引申出广义电网和厂站-割集的定义,明确了厂站与输电线路的关系；以量测点为电网划分依据,采用改进的邻接矩阵算法,实现厂站拓扑分析,建立了厂站-割集矩阵和厂站矩阵,并结合二者的物理意义,从电网和厂站两个层面确定输电线路间的连通关系,构造出等值的广义电网,为电网性能评估提供了基础。其次,根据面向主体不同,将厂站性能分为结构性能与运行性能,结合二者的辩证关系,提出基于电气量测的性能指标的选取目标；针对厂站拓扑为多端口网络等值,依据广义伏安特性,从量测类型的角度出发,通过标量化转换,理论推导出导纳模指标、阻抗模指标和电阻性指标等性能指标,并讨论了性能指标间的牵制规律以及外部条件的影响作用,为厂站运行性能评估打下理论基础。再次,针对性能指标的随机性,将离散的电气量测看作时间序列的随机过程,提出日周期时间序列的概念,并对性能指标的概率规律展开三方面分析：日周期绝对规律分析给出滚动均值和滚动方差的概念和意义,并论证了日周期时间序列近似服从高斯分布的特征；相对差分规律利用差分时间序列的平稳性,得出不良数据的剔除方法；规律增量分析探讨了短期与长期性能指标变化趋势的辩证关系。总结规律,提出厂站运行性能评估的具体算法,结合山东某地区电网110kV变电站的实例分析,有效证明了评估算法的可行性。最后,总结本文的理论研究成果,结合课题组其它成员的研究内容,构建了“电网运行性能评估系统”的框架,详细阐述了电网运行性能评估平台中各模块的具体算法流程,实现了理论研究与实践的有机结合。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-17
  1.1 课题背景及研究意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 电网拓扑分析方法  12-13
    1.2.2 变电站在线监测技术  13-15
    1.2.3 SCADA在电力系统中的应用  15-16
  1.3 本文的主要工作  16-17
第2章电网的拓扑划分  17-29
  2.1 广义电网的组成  17-18
    2.1.1 厂站定义  17-18
    2.1.2 厂站与输电线路的关系  18
  2.2 广义电网划分方法  18-20
    2.2.1 广义电网划分依据  18
    2.2.2 广义电网划分方法  18-19
    2.2.3 广义电网划分流程  19-20
  2.3 厂站拓扑分析  20-24
    2.3.1 拓扑结构描述  20
    2.3.2 拓扑表达  20-21
    2.3.3 拓扑分析  21-24
  2.4 等值的广义电网  24
  2.5 算例分析  24-27
  2.6 小结  27-29
第3章厂站性能指标的理论分析  29-45
  3.1 厂站性能描述  29-30
    3.1.1 结构性能  29
    3.1.2 运行性能  29-30
  3.2 运行性能与结构性能之间的关系  30-31
    3.2.1 性能指标的定义  30
    3.2.2 性能指标与结构参量关系的推导原理  30-31
    3.2.3 运行性能估计的基本思想  31
  3.3.性能指标推理  31-41
    3.3.1 导纳模指标  32-35
    3.3.2 阻抗模指标  35-37
    3.3.3 电阻性指标  37-41
  3.4 性能指标间的辩证关系  41-43
  3.5 小结  43-45
第4章实时过程化的概率分析与信息挖掘  45-59
  4.1 随机过程的理论基础  45-47
    4.1.1 随机试验周期性分析  45-46
    4.1.2 随机过程概率统计基础  46-47
  4.2 随机过程规律分析  47-51
    4.2.1 日周期绝对规律分析  47-48
    4.2.2 相对差分规律分析  48-50
    4.2.3 规律增量规律分析  50-51
  4.3 厂站运行性能评估算法  51-54
  4.4 算例分析  54-57
  4.5 小结  57-59
第5章电网运行性能评估研究平台构建  59-65
  5.1 系统总体框架及功能  59-60
  5.2 电网运行性能评估平台的设计开发  60-63
    5.2.1 厂站运行性能评估算法  60-62
    5.2.2 系统可靠性和风险评估算法  62-63
  5.3 小结  63-65
第6章结论与展望  65-67
附录A 变电站电气量测信息部分数据  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
学位论文评阅及答辩情祝表  74

基于SCADA的变电站运行性能评估研究

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