基于波形特征的电力系统动态数据压缩传输方法研究

摘要

随着各区域电网的互联，我国已基本实现了全国联网，现代电力系统基本特点:大容量、超高压、远距离，电网的结构及运行方式日趋复杂，规模的不断扩大给电网的安全监视与调度控制带来了更大的挑战，对运行、监视、分析、控制的要求显著提高。作为电网调度自动化的核心与基础，SCADA系统负责采集、处理电力系统中各种数据，是电网调度的重要数据来源。SCADA以秒级数据刷新速度提供静态数据的工作方式已经不能满足这种需求，从静态提升到动态范畴是现代电力系统对数据测量提出的要求之一。
　　 因为技术、经济等多方面的原因，WAMS在短期内完全取代SCADA的想法并不现实，SCADA将在很长一段时间内继续发挥其重要作用。如果能以传输数据量的些许增加（相对于SCADA静态数据）为代价在现有SCADA中传输电网动态数据，对在各种运行条件下保有对电网动态的监视能力显然是有益的。
　　 通信系统的带宽约束是限制SCADA传输电网动态信息的关键因素。本文提出SCADA系统中基于波形特征的电网动态数据压缩传输方法，在厂站侧根据振荡波形特征提取振荡曲线特征点，然后在主站侧插值重构电网动态。利用PSASP、MATLAB进行数值仿真，该方法能以通信负载的少量增加为代价，显著地提高现有SCADA反应系统动态能力。所提数据压缩与重构算法较曲线拟合等方法在计算量、压缩率和拟合精度上均有明显优势，并且在周期延长等情况下表现良好。该方法只需在现有SCADA系统基础上进行少量软件升级即可实现，并能根据网络通信条件灵活选择实施对象，具有一定的应用前景。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文所做的主要工作

第二章 SCADA系统介绍

2．1 引言

2．2 SCADA概述

2．2．1 SCADA构成

2．2．2 SCADA发展历程

2．3 电力系统实时信息

2．4 电力系统数据通信

2．4．1 数据通信通道

2．4．2 数据传输方式

2．4．3 数据通信协议

2．5 SCADA／EMS系统支持平台

2．5．1 集成总线层

2．5．2 数据总线层

2．5．3 公共服务层

2．6 前置子系统与后台子系统

2．6．1 前置子系统

2．6．2 后台子系统

2．7 小结

第三章 电力系统数据压缩

3．1 引言

3．2 数据压缩概述

3．2．1 数据压缩发展历史

3．2．2 数据压缩分类

3．2．3 压缩效果评价指标

3．3 SCADA动态数据压缩

3．4 小波分析

3．4．1 小波理论概述

3．4．2 小波理论的应用

3．4．3 基于小波的故障录波数据压缩

3．5 多项式拟合法

3．6 均匀抽样／插值法

3．7 仿真分析

3．8 小结

第四章 基于波形特征的SCADA动态数据压缩

4．1 引言

4．2 特征抽样

4．3 三次Hermite插值

4．4 仿真分析

4．5 小结

全文总结及展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文