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专利号: 2023105090963
申请人: 万合智慧(北京)能源科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤一:以C/S架构建立系统,在应用层部署上位平台和APP,在网络层运用HTTP协议、TCP协议,在数据链路层构建云服务器和稳定域边界算法,在物理层接入多个电力系统;

步骤二:在物理层,动态测试模块分析电力系统存在的动态干扰,分析电力系统提供的有用功参数,分析到的信息发送到数据链路层;

步骤三:数据链路层运用矩阵运算技术,将所有测试信息转化为雅可比行列式,求出特征值矩阵,再将每列元素做二重积分求稳定域边界面,以微分方程找出稳定域边界面的凹凸点;

步骤四:用户在应用层对数据链路层的稳定域边界曲面模型进行检索,算法根据用户提交的电力系统实际情况,为用户匹配合适的稳定域边界面结果;

所述以C/S架构建立系统,在应用层部署上位平台和APP,在网络层运用HTTP协议、TCP协议,在数据链路层构建云服务器和稳定域边界算法,在物理层接入多个电力系统的步骤,包括:系统主要以Client/Server架构进行开发部署;

在应用层部署上位平台和APP;

在数据链路层构建云服务器和稳定域边界算法;

应用层与数据链路层之间的数据交互,主要通过在网络层运用HTTP协议作为主要的通信协议;

在物理层接入动态测试模块和电力系统;

物理层与数据链路层之间的数据交互,主要通过在网络层运用TCP/UDP协议作为主要的通信协议;

在物理层动态测试模块与电力系统之间,以Lora网关作为交互数据的媒介,一套电力系统对应一个动态测试模块,并相互组成物理层节点,每个节点以窄带物联网技术NB‑IoT,向数据链路层发送数据;

所述在物理层,动态测试模块分析电力系统存在的动态干扰,分析电力系统提供的有用功参数,分析到的信息发送到数据链路层的步骤,包括:在物理层,一个动态测试模块,对应接入一个电力系统;

模块与系统通过Lora网关成功对接同步后,电力系统开始运作;

动态测试模块测试电力系统所部署的周围环境、测试电力系统本身的运作环境,测试内容包括:电力系统周围环境温度变化01、周围环境湿度02、磁场干扰情况03、同频信号干扰情况

04、系统高功耗运作时自身的温度05、系统周围高斯白噪声干扰06......其他扩展项FF;

测试时间T1、T2、T3......TF;

动态测试模块采集出电力系统的各个电路节点电路图;

动态测试模块再运用戴维南‑诺顿等效将电路图简化;

再根据基尔霍夫电流定律KCL和基尔霍夫电压定律KVL,求出电路图上每个节点的:静态电压01、动态电压02、静态电流03、动态电流04,输出功率05、静态工作点06、动态范围07......其他扩展项FF;

运用傅里叶变换,将频域信号转化为时域信号的卷积形式t1、t2、t3......tF;

所述分析到的信息发送到数据链路层的步骤,包括:动态测试模块将所有测试到的信息,通过TCP数据帧发送到数据链路层;

其TCP数据帧格式为:

BE 01/010203040506/T1/01020304050607/t1 END;

其中BE代表:数据帧的帧头;

01代表:测试模块1测试的电力系统1的信息数据;

/010203040506代表:以16进制的形式发送测试的系统环境参数;

/T1代表:测试时间;

/01020304050607代表:以16进制发送系统提供的有用功的各项参数;

/t1代表:频域信号的时间范围;

END代表:数据帧尾;

所述数据链路层运用矩阵运算技术,将所有测试信息转化为雅可比行列式,求出特征值矩阵,再将每列元素做二重积分求稳定域边界面,以微分方程找出稳定域边界面的凹凸点的步骤,包括:物理层发送来的TCP数据帧由云服务器作16进制译码;

云服务器译出TCP数据帧所包含的全部信息后,将信息以二进制的形式全部存储到数据库中;

数据链路层调用稳定域边界算法,将所有信息提取并以8进制形式编码,组成雅可比行列式;

以时间T和t作为行列式每列的首列;

以电力系统周围环境参数和有用功参数01、02、03......77作为行列式每列的列元素;

再对雅可比行列式求特征值λ,构成特征值矩阵{λ};

稳定域边界算法调用{λ}里的每行每列元素构成二重积分,求出稳定域边界面;

以电力系统周围环境参数作为第一重积分变量x;

以测试时间T作为第一重积分的积分区间;

以电力系统有用功参数作为第二重积分变量y;

以频域信号的时间范围作为第二重积分的积分区间;

形成二重积分公式:

最终求得稳定域边界曲面S;

再利用微分方程: 和 最终求得稳定域边界曲面上的凹凸点;

再利用FCM聚类算法,在加入凹凸点的前提下,对稳定域边界面作平滑处理,最终得到供参考的稳定域边界曲面模型;

所述用户在应用层对数据链路层的稳定域边界曲面模型进行检索,算法根据用户提交的电力系统实际情况,为用户匹配合适的稳定域边界面结果的步骤,包括:用户在应用层使用上位机平台或APP;

在搜索区提交自己电力系统的实际情况,并提交查询请求;

系统调用一个动态测试模块与用户的电力系统进行配对;

配对成功,模块测试用户电力系统的各类参数;

测试出的信息在链路层通过稳定域边界算法,求得预参考稳定域边界曲面;

系统将其与稳定域边界曲面模型作拟合对比处理;

最终得到参考稳定域边界曲面;

系统再根据曲面上每一个坐标点,逐步对曲面数据进行解码处理;

最终将参考稳定域边界曲面数据全部解码为二进制信息;

云服务器再将二进制信息编码到HTTP数据帧,数据帧发送到应用层;

应用层将数据帧解码为汉字和数字,告知用户电力系统的稳定域边界,边界中自然包含静态电压等多项参数;

一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索方法,应用于一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索系统,其特征在于:该系统包括:应用层,用于为上位平台和APP提供部署环境,与数据链路层进行数据交互,为用户提供搜索服务;

数据链路层,用于为云服务器、数据库和稳定域边界算法提供部署环境,向上层、向下层传递各项数据,编码解码数据帧;

物理层,用于为动态测试模块和电力系统提供部署环境,接收上层下发的数据,将测试信息编码成数据帧发送到链路层。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索系统,其特征在于:所述应用层包括:上位平台,用于为用户提供搜索服务,解码数据链路层发送来的HTTP数据帧,将数据帧承载的信息,解码为汉字和数字信息;

APP,用于用户提交查询电力系统信息的请求,提交电力系统的参数情况,查看系统拟合出的电力系统稳定域边界面数据。

3.根据权利要求2所述的一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索系统,其特征在于:所述数据链路层包括:云服务器,用于对物理层发送的TCP数据帧做16进制‑2进制解码,对向应用层发送的HTTP数据帧做2进制‑16进制编码;

稳定域边界算法,用于将2进制数据做8进制编码并写入雅可比行列式,再用二重积分算法将行列式数据积分为稳定域边界曲面,用微分算法解出曲面上的凹凸点,用FCM算法将曲面平滑处理,得到稳定域边界曲面模型。

4.根据权利要求3所述的一种电力系统静态电压稳定域边界的快速搜索系统,其特征在于:所述物理层包括:动态测试模块,用于对电力系统作动静态测试,测试电力系统环境参数和电力系统有用功参数;

电力系统,用于以LoRa网关与动态测试模块配对同步,进行动静态测试。