基于VC++和Matlab混合编程实现电力故障再现及分析系统研究

结合VC 和Matlab各自的优势,提出一种基于两者的混合编程方法并应用于电力故障再现及分析系统,以实现故障波形再现、谐波分析、矢量分析和故障测距等功能。采用VC 实现系统框架和界面的绘制,采用Matlab实现计算和绘图,能充分发挥Matlab计算和绘图方便的优点,并克服了M文件运行依赖Matlab环境的缺陷。简要介绍了将MatlabM文件直接嵌入VC 环境,实现计算和绘图的方法。着重介绍了故障测距算法原理,其采用一种改进的基于微分方程模型的单端测距算法实现。谐波分析采用二次抛物线插值和快速傅里叶变换实现。系统通过对基于COMTRADE格式故障录波文件的分析,以数据、表格和图形的方式综合显示分析结果。结果表明系统有良好的应用效果。     

继电保护故障信息系统的通信协议探讨

介绍了继电保护及故障录波器信息处理系统的构成、任务及信息传输的特点、要求和相关的国际标准,提出了故障信息系统的主站和子站的通信协议采用IEC60870 5 103和FTP组合的协议方案,分析了该通信协议如何满足所传送信息的需要及与现有的电力数据通信网络中不同类型通道的结合方式;接着介绍了子站系统内部采用以太网,接入不同类型装置和录波器的方案,提出了协议转换采用尽量下放到接近装置,分散处理的原则;也介绍了与现有的厂、站自动化系统的通信协调;最后分析了故障信息系统兼容或采用IEC61850标准的问题。还介绍了     

故障录波数据交换及故障再现研究

介绍了ＩＥＥＥ的ＣＯＭＴＲＡＤＥ标准及其特点,结合分析电网故障动态记录技术准则的要求,提出了符合ＩＥＥＥ标准的分段故障数据记录方法并实现了故障的再现．     

跨平台的海量波形数据并行绘制算法

针对当前第三方电力暂态数据分析软件在绘制海量波形数据时出现的效率低下、反应缓慢情况,结合多核并行计算技术,提出了一种可跨平台的海量COMTRADE波形数据并行绘制算法及其技术。该算法在分析传统串行绘制系统内部关系的基础上,提出了基于并行绘制的新型关系:将原有单一图层分为波形图层和用户控制图层,其中以并行方式绘制波形图层,而后通过融合图层方式完成最终绘制。通过试验分析Windows和UNIX下的各种图形绘制技术,找到了最适合海量波形数据并行绘制的跨平台技术组合:“QImage+QPainter”技术模式。结合跨平台的线程库Pthreads,详细论述了并行绘制算法的每个步骤,给出了让通道绘制线程能负载平衡运行的绘制工作量均分公式,同时给出了通道绘制线程和图层融合详细算法的伪码。试验证明所提出的并行绘制算法可获得较大加速比,并可随着绘制工作量的加大和CPU核的增多,获得线性加速比。     

海量COMTRADE数据并行解析算法

针对电力系统暂态监测数据向海量化发展的趋势,以及对各种串行编程分析软件造成的计算压力,研究了一种基于多核的、采用流水线设计思想的海量电力系统暂态数据交换通用格式（COMTRADE）数据文件并行解析算法。在面向二进制格式的并行解析算法中,采用了2阶段的流水线步骤:第1阶段为文件读取;第2阶段为多线程解析。在面向美国标准信息交换码（ASCII）格式的并行解析算法中,采用了3阶段的流水线步骤:前2个阶段与二进制格式的并行解析算法一样,第3阶段为块边缘解析,打破了传统的串行文本解析算法。算法通过有效利用以往被忽视的数据文件中的序号信息,大幅提升了并行解析的并行度。试验证明此算法可获得相当高的加速比,并且可随着CPU核数的增加和COMTRADE数据文件的加大获得线性加速比。     

一种新的电网故障信息处理系统

介绍了应用于肇庆供电局的一种新的电网故障信息处理系统。阐述了该系统的同步技术、故障测距算法、COM应用体系的数据分析结构和基于COMTRADE数据格式的故障分析等基本原理和实现方法,这将有利于该系统的推广应用,进一步提高电网运行的可靠性。     

基于网络的全图形化故障录波分析软件系统

随着电力系统运行管理的逐步网络化,提出了基于网络的故障分析要求。针对目前故障录波分析软件存在的客户版本多样化、数据格式不统一、图形化能力不强等问题,自主研发了基于网络的嵌入式全图形化故障录波分析软件系统。讨论了系统的结构、原理和方法以及系统中的五个关键模块:可切换的软件运行框架、COMTRADE读写引擎、可灵活扩展的网络下载子系统、灵活的波形显示控制子系统、故障分析报告自动生成子系统。最后介绍了软件在全图形环境下的各种录波分析功能。     

一种高效的海量电力暂态数据索引方法

随着故障录波和行波装置的广泛应用和技术进步,IEEE COMTRADE 1999格式暂态数据(简称COMTRADE数据)已经呈现出海量化发展的趋势。如何对海量COMTRADE数据进行快速检索和分析也成为当前亟待解决的问题。文中研究并设计了一种高效的索引框架,该框架构建了以词对齐混合编码(WAH)为基础的位图索引,通过对COMTRADE数据构建元数据并建立相关索引,能够实现高速的电力数据检索,可以解决传统搜索技术的性能问题。该框架通过引入两阶段提交协议(2PC)来保证原始数据和元数据,元数据和索引文件的一致性。在与传统的MySQL关系数据库的比较测试中,所提方法性能更为优越,特别在对多维数据多条件和浮点数检索时,优势更为明显。该框架能够满足当前海量COMTRADE数据检索的需要,并可应用于电力行业其他大数据的存储检索和分析。     

批量验证继电保护判据的装置虚拟机实现

继电保护软件模块化设计使软件和硬件解耦,可以在只有录波数据但没有装置硬件的前提下调试软件程序.提出了一种基于分层软件架构(驱动层、公共应用层、专用应用层)设计的继电保护装置虚拟机方案,用虚拟驱动代替硬件驱动程序,公共应用层、专用应用层的源码完全移植,经MATLAB编译器生成动态链接库函数--保护计算与判据的MEX文件,利用Visual C++的调试进程捕捉功能实现装置虚拟机的录渡数据输入、继电保护逻辑判据以及继电保护判读结果输出的串行时序执行,同时支持软件断点设定和单步调试,并提出了保护判据的批量开环验证和闲环验证的实现方案,经试验证明了其可行性.装置虚拟机在开发前期阶段软件调试不受制于硬件,在开发后期阶段可通过断点设定分析现场故障录波数据,大大提高了软件开发效率.     

COMTRADE99版新标准在大型发变组故障录波分析软件中应用研究

录波数据格式的选择是研制大型发电机变压器组故障录波分析软件的首要问题。分析了COMTRADE91版标准在处理发电机变压器组故障录波数据时的不足,并结合研制大型发电机变压器组故障录波分析软件的实践,重点对COMTRADE99版新标准在处理发电机变压器组故障录波数据方面的优越性作了较为全面深入的研究。