基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统技术方案

本发明专利技术公开了基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，包括：数据采集模块、数据库、负荷耐受分析模块、暂降影响分析模块和数据映射处理模块，通过数据采集模块采集电压暂降发生情况以及受电压暂降影响的相关设备信息，通过负荷耐受分析模块分析不同设备的负荷敏感度，通过暂降影响分析模块分析电压暂降的影响程度，通过数据映射处理模块将分析数据映射到建立的模型上，进行归一化处理，将负荷敏感度和电压暂降影响程度关联起来，对大数据进行并行处理，减轻了数据处理难度，针对设备受到的影响程度不同采取不同强度的抑制措施，在对设备进行电压暂降防护、减少电压暂降经济损失的同时节省了成本。经济损失的同时节省了成本。经济损失的同时节省了成本。

【技术实现步骤摘要】
基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统


[0001]本专利技术涉及电能质量分析
，具体为基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统。

技术介绍

[0002]电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，电能质量的重要性随着国民经济的快速发展而不断增强，电网中各种负荷不断增长，各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备越来越多，对电能质量进行精准分析有利于提前采取抑制措施，避免设备在遇到电能质量问题时受到损伤而跳闸重启，影响电能质量的最主要的因素是电压暂降问题，电压暂降指的是供电电压有效值在短时间内突然下降后又恢复到正常运行状态的现象，导致电压暂降的因素有很多，例如：供电系统任意点上发生的电气短路，大负荷切换、变压器充电、大型电动机的直接启动等；
[0003]现有技术中，对电能质量分析大多针对于整体的电力系统，但是设备才是电压暂降发生时受到影响的对象，不同设备的负荷敏感度不同，对电压暂降的耐受能力也不同，对负荷敏感度进行分析时容易出现偏差，负荷敏感度低的设备也会受到电压暂降影响而跳闸重启，设备在短时间内承受多次电压暂降往往是偏差来源之一，在电能质量分析中不考虑该偏差，不利于得到准确实际的分析结果，以采取对应强度的抑制措施对设备进行保护，减少电压暂降带来的巨大经济损失。
[0004]所以，人们需要基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：所述系统包括：数据采集模块、数据库、负荷耐受分析模块、暂降影响分析模块和数据映射处理模块；
[0007]所述数据采集模块用于采集电压暂降发生情况以及受电压暂降影响的相关设备信息；所述数据库用于存储采集到的所有数据，并供所述负荷耐受分析模块和所述暂降影响分析模块调取；所述负荷耐受分析模块用于分析不同设备的负荷敏感度；所述暂降影响分析模块用于分析电压暂降的影响程度；所述数据映射处理模块用于将分析数据映射到建立的模型上，将设备进行分类，依据分类结果分析电压暂降抑制处理的强度。
[0008]进一步的，所述数据采集模块包括暂降源点定位单元、暂降信息采集单元、设备信息采集单元和暂降前电压测量单元，所述暂降源点定位单元用于对电压暂降发生位置进行定位；所述暂降信息采集单元用于统计历史发生电压暂降的次数；所述设备信息采集单元用于采集电压暂降时各设备跳闸重启的总次数以及对应设备正常工作时的额定电压；所述
暂降前电压测量单元用于测量暂降前的电压幅值。
[0009]进一步的，所述暂降影响分析模块包括电压幅值测试单元、幅值曲线生成单元、扰动分析单元和影响区域划分单元；所述电压幅值测试单元用于在发生电压暂降时测试电压幅值变化；所述幅值曲线生成单元用于依据测试数据生成幅值变化曲线；所述扰动分析单元用于分析电压暂降的影响程度；所述影响区域划分单元用于划分暂降源点波及区域。
[0010]进一步的，所述数据映射处理模块包括连带影响预估单元、映射模型建立单元和抑制强度分析单元，所述连带影响预估单元用于依据暂降源点波及区域预估设备受到的电压暂降的连带影响程度；所述映射模型建立单元用于建立数据映射模型；所述抑制强度分析单元用于在将数据映射处理后，分析需要为各设备采取的电压暂降抑制手段强度。
[0011]进一步的，利用暂降信息采集单元统计到历史暂降发生的次数为n，对应的暂降比例集合为a＝{a1，a2，...，a
n
}，利用所述暂降源点定位单元确认历史发生电压暂降时的暂降源位置，利用设备信息采集单元采集到发生电压暂降时相关设备的跳闸重启次数集合为N＝{N1，N2，...，N
k
}，对应设备的额定电压集合为U
额
＝{U
额1
，U
额2
，...，U
额k
}，其中，k表示相关设备个数，利用暂降前电压测量单元测量到每次暂降前电压集合为U＝{U1，U2，...，U
n
}，将采集到的所有数据传输到所述数据库中。
[0012]进一步的，利用所述负荷耐受分析模块分析各设备的电压暂降耐受能力：根据下列公式计算随机一个设备的负荷敏感系数Q
i
：
[0013][0014]其中，N
i
表示该设备的跳闸重启次数，U
额i
表示该设备的额定电压，U
j
表示该设备随机一次重启对应的暂降前电压，a
j
表示该设备随机一次重启对应的暂降比例，负荷敏感系数越高，说明该设备面对电压暂降耐受能力越差，得到所有设备的负荷敏感系数集合为Q＝{Q1，Q2，...，Q
k
}，将分析结果传输到所述数据映射处理模块中，在分析设备的负荷敏感系数时加入设备以往的跳闸重启次数比例作为权重，根据历史数据分析设备在电压暂降时的耐受能力，有利于根据实际情况排除误差提高分析结果的准确性。
[0015]进一步的，利用所述电压幅值测试单元测试电压暂降时的电压幅值变化，利用所述幅值曲线生成曲线生成电压幅值随时间变化的曲线和波形随时间变化的曲线，将曲线中的峰值点和过零点映射到直角坐标系中，得到峰值点坐标为(x
峰
，y
峰
)，过零点坐标为(x
零
，y
零
)，暂降点坐标为(x
降
，y
降
)，根据下列公式计算暂降点与过零点的偏移角度α：
[0016][0017]用相同方式得到峰值点与过零点的偏移角度为β，比较α和β：若α＝0
°
，说明电压暂降发生在过零点处；若0
°
＜α＜β，说明电压暂降发生在峰值点与过零点之间；若α＝β，说明电压暂降发生在峰值点处，将比较结果传输到所述扰动分析单元中，将两个曲线上的关键数据映射到一个直角坐标系中，有利于直观、准确地判断电压暂降发生点。
[0018]进一步的，利用所述扰动分析单元分析电压暂降的影响程度：若电压暂降发生在过零点处，设定干扰因子为A；若电压暂降发生在峰值点与过零点之间，设定干扰因子为B；若电压暂降发生在峰值点处，设定干扰因子为C，A<B<C，根据下列公式计算随机一次电压暂
降影响系数E
i
：
[0019]E
i
＝(A||B||C)*(U
i
×
a
i
)；
[0020]依据该次电压暂降发生的位置选择干扰因子，其中，U
i
表示该次电压暂降前电压，a
i
表示该次电压暂降比例，得到电压暂降影响系数集合为E＝{E1，E2，...，E
n
}，其中，n表示历史本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：所述系统包括：数据采集模块(S1)、数据库(S2)、负荷耐受分析模块(S3)、暂降影响分析模块(S4)和数据映射处理模块(S5)；所述数据采集模块(S1)用于采集电压暂降发生情况以及受电压暂降影响的相关设备信息；所述数据库(S2)用于存储采集到的所有数据，并供所述负荷耐受分析模块(S3)和所述暂降影响分析模块(S4)调取；所述负荷耐受分析模块(S3)用于分析不同设备的负荷敏感度；所述暂降影响分析模块(S4)用于分析电压暂降的影响程度；所述数据映射处理模块(S5)用于将分析数据映射到建立的模型上，将设备进行分类，依据分类结果分析电压暂降抑制处理的强度。2.根据权利要求1所述的基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：所述数据采集模块(S1)包括暂降源点定位单元、暂降信息采集单元、设备信息采集单元和暂降前电压测量单元，所述暂降源点定位单元用于对电压暂降发生位置进行定位；所述暂降信息采集单元用于统计历史发生电压暂降的次数；所述设备信息采集单元用于采集电压暂降时各设备跳闸重启的总次数以及对应设备正常工作时的额定电压；所述暂降前电压测量单元用于测量暂降前的电压幅值。3.根据权利要求1所述的基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：所述暂降影响分析模块(S4)包括电压幅值测试单元、幅值曲线生成单元、扰动分析单元和影响区域划分单元；所述电压幅值测试单元用于在发生电压暂降时测试电压幅值变化；所述幅值曲线生成单元用于依据测试数据生成幅值变化曲线；所述扰动分析单元用于分析电压暂降的影响程度；所述影响区域划分单元用于划分暂降源点波及区域。4.根据权利要求3所述的基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：所述数据映射处理模块包括连带影响预估单元、映射模型建立单元和抑制强度分析单元，所述连带影响预估单元用于依据暂降源点波及区域预估设备受到的电压暂降的连带影响程度；所述映射模型建立单元用于建立数据映射模型；所述抑制强度分析单元用于在将数据映射处理后，分析需要为各设备采取的电压暂降抑制手段强度。5.根据权利要求2所述的基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：利用暂降信息采集单元统计到历史暂降发生的次数为n，对应的暂降比例集合为a＝{a1，a2，...，a
n
}，利用所述暂降源点定位单元确认历史发生电压暂降时的暂降源位置，利用设备信息采集单元采集到发生电压暂降时相关设备的跳闸重启次数集合为N＝{N1，N2，...，N
k
}，对应设备的额定电压集合为U
额
＝{U
额1
，U
额2
，...，U
额k
}，其中，k表示相关设备个数，利用暂降前电压测量单元测量到每次暂降前电压集合为U＝{U1，U2，...，U
n
}，将采集到的所有数据传输到所述数据库(S2)中。6.根据权利要求5所述的基于空间信息和大数据映射算法的电能质量分析系统，其特征在于：利用所述负荷耐受分析模块(S3)分析各设备的电压暂降耐受能力：根据下列公式计算随机一个设备的负荷敏感系数Q
i
：其中，N
i
表示该设备的跳闸重启次数，U
额i
表示该设备的额定电压，U
j
表示该设备随机一
次重启对应的暂降前电压，a
j
表示该设备随机一次重启对应的暂降比例，负荷敏感系数越高，说明该设备面对电压暂降耐受能力越差，得到所有设备的负荷敏感系数集合为Q＝{Q1，Q2，....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈列新，张海花，李峰，周晨希，张超，丁远帆，
申请(专利权)人：南京乐帆电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：