一种变电站电力负荷监控系统的制作方法

    技术2026-01-19  5


    本发明涉及电力系统,尤其涉及一种变电站电力负荷监控系统。


    背景技术:

    1、电力负荷监测通过实时了解电力需求、预测负荷变化、优化能源调度、支持新能源接入等方式,提升电力系统运行效率、节能减排、保障电网稳定。这项工作有助于规划合理的电力供应,降低能源成本,提高可再生能源利用率,减少故障发生,是电力系统管理的关键环节。

    2、中国专利公开号:cn105515192a,公开了一种输变电设备负荷数据接入电力系统的监控预警系统及方法,包括以下步骤:建立设备量测模型规范;建立接入日志内容标准;通过量测模型规范解析负荷数据;对于实时接入的负荷数据存入kafka消息队列建立对外实时广播推送实时数据通道;识别判断接入过程中存在的网络、服务、存储故障并存储到故障记录表并前台页面访问;对于故障记录通过历史数据接口服务补录缺漏的数据。

    3、但是,现有技术中还存在以下问题:在实际情况中,由于风力发电机主要依靠风力进行发电,但是不能保证风力发电机时刻处于额定工作状态进行发电工作,会导致发电机提供的电力负荷无法满足电力使用端设备需求。


    技术实现思路

    1、为此,本发明提供一种变电站电力负荷监控系统,用以克服由于风力发电机主要依靠风力进行发电,但是不能保证风力发电机时刻处于额定工作状态进行发电工作,会导致发电机提供的电力负荷无法满足电力使用端设备需求的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种变电站电力负荷监控系统,包括:

    3、电力负荷检测装置,包括用以检测电力使用端的各设备的电压数据和电流数据的电力使用端检测单元,以及用以检测变电站输入端的运行频率以及电压数据的变电站输入端检测单元;

    4、环境检测装置,其包括设置用以检测电力使用端的设备温度的温度检测单元,以及持续获取变电站输入端的风力情况的风力检测单元;

    5、负荷分析模块,其分别与所述电力负荷检测装置以及所述环境检测装置相连,用以根据所述风力情况以及变电站输入端的电压数据和运行频率计算供能电力负荷波动参量以确定当前时间段的负荷异常趋势类型;

    6、负荷异常处理模块,其分别与所述电力负荷检测装置、所述环境检测装置以及所述负荷分析模块相连,用以根据所述负荷异常趋势类型控制变电站输入端以及电力使用端,包括,

    7、获取当前监测时间段电力使用端的设备的电力负荷并计算电力负荷的波动情况,确定电力超负荷表征条件以判定是否对电力使用端的设备进行提前降温,以及将电力负荷波动量与历史数据中相同风力情况的电力负荷波动量进行对比以确定电力使用端的设备降温标准的调整量;

    8、或,获取电力使用端的设备的电力负荷的最大值,与变电站输入端的电力负荷的最小值比较,确定变电站是否需要进行电力负荷补偿。

    9、进一步地,所述环境检测装置还用以根据持续获取的变电站输入端的风力情况将监测时间划分为若干监测时间段,包括,

    10、用以确定风力等级变化时刻以及风向变化时刻;

    11、用以以风力等级变化时刻以及风向变化时刻为时间节点对监测时间进行划分,得到若干监测时间段。

    12、进一步地,所述负荷分析模块根据所述风力情况以及变电站输入端的电压数据和运行频率计算供能电力负荷波动参量,所述供能电力负荷波动参量根据公式(1)确定,

    13、

    14、公式(1)中,k为供能电力负荷波动参量,v1为有效风速,v0为标准有效风速,vi为当前监测时间段中第i次检测的变电站输入端电压值,v0为风力情况相同的历史监测时间段的变电站输入端电压平均值,hi为当前监测时间段中第i次检测的变电站输入端运行频率,h0为风力情况相同的历史监测时间段的变电站输入端运行频率平均值,n为检测次数,i为大于0的整数。

    15、进一步地,所述负荷分析模块根据所述供能电力负荷波动参量确定当前时间段的负荷异常趋势类型,

    16、若所述供能电力负荷波动参量大于等于标准供能电力负荷波动参量,则所述负荷异常趋势类型为显性负荷异常趋势;

    17、若所述供能电力负荷波动参量小于标准供能电力负荷波动参量,则所述负荷异常趋势类型为隐性负荷异常趋势。

    18、进一步地,所述负荷异常处理模块根据所述负荷异常趋势类型控制变电站输入端以及电力使用端,包括,

    19、若所述负荷异常趋势类型为显性负荷异常趋势,则获取当前监测时间段电力使用端的设备的电力负荷并计算电力负荷的波动情况,确定电力超负荷表征条件以判定是否对电力使用端的设备进行提前降温,以及将电力负荷波动量与历史数据中相同风力情况电力负荷波动量进行对比以确定电力使用端的设备降温标准的调整量;

    20、若所述负荷异常趋势类型为隐性负荷异常趋势,则变电站输入端的调整方式为获取电力使用端的设备的电力负荷的最大值,与变电站输入端的电力负荷的最小值比较,确定变电站是否需要进行电力负荷补偿。

    21、进一步地,所述负荷异常处理模块根据所述当前监测时间段的瞬时电力负荷确定使用电力负荷波动参量,所述使用电力负荷波动参量根据公式(2)确定,

    22、

    23、公式(2)中,m为使用电力负荷波动参量,pj为第j次获取的电力使用端电力负荷,p0为电力使用端电力负荷平均值,m为前一个监测时间段的检测次数,j为大于0的整数。

    24、进一步地,所述负荷异常处理模块的所述电力超负荷表征条件为电力使用端的设备对应的使用电力负荷波动参量大于等于标准使用电力负荷波动参量,且所述设备的电力负荷大于预定的负荷阈值。

    25、进一步地,所述负荷异常处理模块判定是否对电力使用端的设备进行提前降温包括,

    26、若符合所述电力超负荷表征条件,则判定为需要对电力使用端的设备进行提前降温;

    27、若不符合所述电力超负荷表征条件,则判定为不需要对电力使用端的设备进行提前降温。

    28、进一步地,所述负荷异常处理模块根据电力负荷波动量与历史数据中相同风力情况电力负荷波动量的差值确定电力使用端的设备降温标准的调整量;

    29、其中,所述设备降温标准的调整量与所述差值成正比。

    30、进一步地,所述负荷异常处理模块确定变电站是否需要进行电力负荷补偿包括,

    31、若所述电力使用端的设备的电力负荷的最大值大于等于变电站输入端的电力负荷的最小值,则变电站需要进行电力负荷补偿;

    32、若所述电力使用端的设备的电力负荷的最大值小于变电站输入端的电力负荷的最小值,则变电站不需要进行电力负荷补偿。

    33、与现有技术相比,本发明的有益效果在于,电力负荷检测装置检测各项电力数据,便于了解电力系统的实时负荷情况,环境检测装置检测设备温度以及风力情况;负荷分析模块计算供能电力负荷波动参量以确定当前时间段的负荷异常趋势类型;负荷异常处理模块根据负荷异常趋势类型来确定电力使用端设备的降温措施和变电站的调整方式;系统通过实时监测和分析电力负荷与环境因素,来优化电力系统的运行,确保电力供应的稳定性和效率,同时避免设备电力负荷过大导致设备过热,系统能够实现智能化的电力负荷管理,提高能源利用效率,并降低运营成本。

    34、进一步地,在本发明中,标准电力负荷波动参量根据风力情况以及变电站输入端的相关功能参数确定,既可以确定当前变电站输入端电力负荷异常可能为风力不稳定导致的变电站输入端电力负荷不稳定,同样可能因为变电站输入端的功能设备工作状态不稳定导致的变电站输入端电力负荷不稳定。

    35、进一步地,在本发明中,通过供能电力负荷波动参量确定变电站输入端的电力负荷稳定情况,供能电力负荷波动参量越大,说明当前变电站输入端提供的电力负荷稳定性越差,异常原因更倾向于风力情况低于标准有效风速程度大导致的发电不稳定,相反的,供能电力负荷波动参量小的时候,则可以排除是风力原因影响的电力负荷,为设备的在工作中的波动导致,可以通过适当的电力补偿解决,因此,本发明考虑到电力负荷的不同波动情况适应性选择调整方式,节约补偿能源的同时,保证了电力使用端的工作稳定。

    36、进一步地,在本发明中,在变电站输入端处于风速低于标准风速的情况下,提前对电力使用端的设备进行降温,避免了设备处于高热状态的电能消耗,也减少了降温难度,降低了降温所需电力负荷,保证电力使用端设备使用寿命的同时,让变电站输入端提供的电力负荷能够满足电力使用端的电力负荷需求,提高了电力使用端设备的工作稳定性。


    技术特征:

    1.一种变电站电力负荷监控系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述环境检测装置还用以根据持续获取的变电站输入端的风力情况将监测时间划分为若干监测时间段,包括,

    3.根据权利要求2所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷分析模块根据所述风力情况以及变电站输入端的电压数据和运行频率计算供能电力负荷波动参量,所述供能电力负荷波动参量根据公式(1)确定,

    4.根据权利要求3所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷分析模块根据所述供能电力负荷波动参量确定当前时间段的负荷异常趋势类型,

    5.根据权利要求4所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块根据所述负荷异常趋势类型控制变电站输入端以及电力使用端,包括,

    6.根据权利要求5所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块根据所述当前监测时间段的瞬时电力负荷确定使用电力负荷波动参量,所述使用电力负荷波动参量根据公式(2)确定,

    7.根据权利要求6所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块的所述电力超负荷表征条件为电力使用端的设备对应的使用电力负荷波动参量大于等于标准使用电力负荷波动参量,且所述设备的电力负荷大于预定的负荷阈值。

    8.根据权利要求7所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块判定是否对电力使用端的设备进行提前降温包括,

    9.根据权利要求8所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块根据电力负荷波动量与历史数据中相同风力情况电力负荷波动量的差值确定电力使用端的设备降温标准的调整量;

    10.根据权利要求9所述的变电站电力负荷监控系统,其特征在于,所述负荷异常处理模块确定变电站是否需要进行电力负荷补偿包括,


    技术总结
    本发明涉及电力系统技术领域,尤其涉及一种变电站电力负荷监控系统,包括:电力负荷检测装置、环境检测装置、负荷分析模块以及负荷异常处理模块,电力负荷检测装置检测各项电力数据,便于了解电力系统的实时负荷情况,环境检测装置检测设备温度以及风力情况;负荷分析模块计算供能电力负荷波动参量以确定当前时间段的负荷异常趋势类型;负荷异常处理模块根据负荷异常趋势类型控制变电站输入端以及电力使用端;系统通过实时监测和分析电力负荷与环境情况,来针对性优化电力系统的运行,确保电力供应的稳定性和效率,同时减少变电站工作状态变化次数,系统能够实现智能化的电力负荷管理,提高能源利用效率,并降低运营成本。

    技术研发人员:程建军,刘奇峰,马亮亮,王国栋,霍连明,侯立平,赵书吉,武元帝,杨二强,任小琪,王建丽,李杰,李威威,闫昌岳,张涛,李江龙
    受保护的技术使用者:国网山西省电力公司吕梁供电公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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