自動電壓控制系統的試驗方法
2023-05-29 19:23:06
專利名稱：自動電壓控制系統的試驗方法
技術領域：
本發明涉及一種自動電壓控制系統(AVC)的試驗方法。
背景技術：
一般在新電站投運時或者根據調度要求需要具備AVC功能的電站中，需要進行 AVC系統的試驗，用於檢查AVC軟體包功能以及機組對AVC分配的新目標參數命令的執行情況和執行能力。目前在對電廠自動電壓控制AVC的試驗中，常規的做法是給定母線電壓的目標值，通過人為觀察方式或命令執行完成後，根據調節結果來驗證檢查AVC軟體包分配情況、母線電壓變化情況以及機組現地控制單元(IXU)跟蹤新無功功率的情況，這種方式不能發現母線電壓以及每臺機組無功調節過程中的變化情況和調節過程中出現的問題，當母線電壓出現缺額或超調，不滿足調度對母線電壓的要求時，也不便於檢查是哪臺機組出現了問題；更不利於對每臺機組的無功功率調節PID參數的優化及調整提出建議。發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種自動電壓控制系統的試驗方法，可快速準確地檢查發電廠自動電壓控制(AVC)軟體包的各種功能。可檢查母線電壓和每臺機組無功功率變動情況，計算出母線電壓和每臺機組無功的爬升率和超調量等參數， 判斷母線電壓的爬升率和超調量是否滿足調度要求，並為每臺機組LCU的負荷調整PID參數修改提供依據。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種自動電壓控制系統的試驗方法，包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機組無功功率，轉換成4-20mA的標準信號，通過採集器的模擬量輸入通道送入到採集器中， 採集器將標準信號轉換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機組的電壓，以及每臺機組的實時無功功率；第二步，通過採用MODBUS TCP/IP協議，採集器把母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率傳輸到試驗計算機中，計算機將母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率記錄到資料庫中，並計算出全廠總的無功功率；同時，計算機將母線電壓、每臺機組機端電壓、 實時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計算機的錄波曲線中，錄波曲線以I秒為間隔進行實時更新；第三步，通過試驗計算機，模擬調度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統對新的給定值的執行情況通過母線電壓或無功功率的當前值與目標值的對應關係，計算出超調量、爬升率、響應時間和偏差值，並判斷超調量、爬升率、響應時間和偏差值是否滿足調度要求，並將判斷結果提供給PID控制器；第四步，將母線電壓、單臺機組的無功功率、母線電壓目標值實時記錄保存到系統資料庫中，並在畫面中採用曲線方式顯示，以便對調度下發指令的協議解析情況進行測試，檢查電站監控系統的響應率、數據正確率、對處理數據的轉發情況和執行情況。
所述第四步所述記錄保存的方法是採用軟體將母線電壓和當前每臺機組的無功功率記錄到資料庫中，並通過曲線方式實時顯示母線電壓，實現母線電壓對比。
所述第四步所述記錄保存的方法還可以是使用可攜式電量記錄儀實時記錄母線電壓和各臺機組無功功率，再通過可攜式電量記錄儀的上位機軟體來記錄實時曲線。
所述爬升率為變動值除以調整時間，所述超調量為本次調整最大值或最小值與目標值之差，所述響應時間為目標值給定時間與開始調整的時間之差，所述偏差值為調整結束後的值與調度給定值之差。
與現有技術相比，本發明的積極效果是1、可快速檢查發電廠自動電壓控制(AVC)系統的各項功能，檢查所需無功功率(通過母線電壓給定值計算出)分配結果是否滿足每臺機組勵磁系統過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機組機端電壓以及其他的各種邊界條件等；2、可快速準確檢查機組無功功率改變情況，計算出每臺機組的無功爬升率和超調量以及PID調節過程等重要參數，從而為每臺機組IXU無功調整PID參數提供修改依據；3、可快速準確檢查電廠AVC軟體包功能是否完善，通信速率是否滿足要求，穩定性和實時性是否滿足要求等；4、可快速準確檢查母線電壓是否及時跟隨母線電壓給定值，並計算出其爬升率、響應時間、滯後時間等，從而對電廠AVC系統做出全面準確的評估。
具體實施方式
一種自動電壓控制系統的試驗方法，包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機組無功功率，轉換成4-20mA的標準信號，通過採集器的模擬量輸入通道送入到採集器中， 採集器將標準信號轉換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機組的電壓，以及每臺機組的實時無功功率；第二步，通過採用MODBUS TCP/IP協議，採集器把母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率傳輸到試驗計算機中，計算機將母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率記錄到資料庫中，並按下列公式計算出全廠總的無功功率Y=X1+X2+X3+…+Xn Y :全廠總無功；Xn :單臺機組無功同時，計算機將母線電壓、每臺機組機端電壓、實時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計算機的錄波曲線中。錄波曲線將以I秒為間隔實時更新，通過曲線可清晰觀察母線電壓、機端電壓以及無功功率的變化情況。
第三步，通過試驗計算機，模擬調度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統對新的給定值的執行情況。通過母線電壓或無功功率的當前值與目標值的對應關係，對錄波數據曲線進行分析，檢查母線電壓和每臺機的無功率調整情況，計算出超調量和爬升率、母線電壓跟蹤響應時間、滯後情況及偏差值等是否滿足調度要求，如果出現超調和欠調的情況或者爬升率不滿足要求時，根據實際情況可給監控IXU無功功率調整PID參數提出一些修改建議；分析方法如下(以母線電壓為例，其他參數相同)⑴爬升率在錄波曲線上找出目標值給定時間Tl，找出母線電壓調整結束時間T2，計算出母線電壓調整時間AT ;找出母線電壓調整前的值U1，調整後的值U2，計算出母線電壓變動值AU， 通過下式計算出爬升率Y1，將計算出的Yl與調度給定值進行比較，若Yl大於調度給定值， 則說明爬升率滿足要求，且母線電壓能及時正確跟蹤新的給定值Yl= A U/ A T= IU2-U11 / (T1-T2)Yl :爬升率AU:母線電壓變動值 AT:母線電壓調整時間 ⑵超調量 U， =Umax-Us U，:超調量Umax :電壓本次調整最大值(或最小值)Us:母線電壓目標值將計算出的U』與調度給定值進行比較，若U』小於調度給定值，則說明超調量滿足要求。
⑶響應時間(滯後情況)T， =T1-T3T』 響應時間(從給定新值到母線電壓開始調整的時間)Tl :目標值給定時間 T3 :母線電壓開始調整的時間 T』可以做為整個母線電壓調整值的參考，用於判斷AVC系統的控制特性，T』越小，則說明AVC系統越靈敏。
⑷偏差值 Up=U2-UsUp :偏差值(母線電壓調整結束後，最新值與給定值的差)U2 :母線電壓調整結束後的值 Us :調度給定值將Up與調度給定值進行比較，若Up小於調度給定值，則說明偏差值滿足要求。
第四步，測試電站監控系統中對調度下發指令的協議解析情況，檢查其響應率、數據正確率，對處理數據的轉發情況和執行情況等。
一般來說，通過一段時間內模擬調度給定多個不同的新電壓值，判斷AVC系統執行情況，來判斷數據正確率，只要這段時間內AVC系統能正確執行模擬值命令，即可判斷 AVC系統協議解析情況與數據正確性。
在測試過程中，將母線電壓、單臺機組的無功功率、母線電壓目標值等實時記錄保存到系統資料庫中，並在畫面中採用曲線方式顯示；全廠母線電壓、單臺機組的無功功率和目標母線電壓等數據的記錄保存有兩種方式，一種方式是採用軟體把母線電壓和當前每臺機組的無功功率記錄到資料庫中，並通過曲線方式實時顯示母線電壓，實現母線電壓對比；另外一種方式就是使用可攜式電量記錄儀記錄實時母線電壓和各臺機組無功功率，再通過可攜式電量記錄儀的上位機軟體來記錄實時曲線。
本發明的工作原理是通過人為給定母線電壓新的目標值，檢查母線電壓是否及時正確跟蹤新的給定值，通過母線電壓調整的爬升率、超調量、響應時間以及偏差值，來判斷AVC系統的可靠性與穩定性。
通過分析錄波數據曲線，可以快速準確的分析母線電壓和每臺機組無功功率的變化情況、AVC分配的目標無功功率情況，檢查所需無功功率(通過母線電壓給定值計算出)分配結果是否滿足每臺機組勵磁系統過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機組機端電壓以及其他的各種邊界條件等；如果出現無功功率調整不穩定、母線電壓不滿足調度要求、爬升率不滿足調度要求等情況時，通過分析每臺機組的無功功率PID調節數據後，可以給監控系統IXU無功功率調節的PID參數提供一些建議。
權利要求
1.一種自動電壓控制系統的試驗方法，其特徵在於包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機組無功功率，轉換成4-20mA的標準信號，通過採集器的模擬量輸入通道送入到採集器中， 採集器將標準信號轉換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機組的電壓，以及每臺機組的實時無功功率；第二步，通過採用MODBUS TCP/IP協議，採集器把母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率傳輸到試驗計算機中，計算機將母線電壓和每臺機組機端電壓與實時無功功率記錄到資料庫中，並計算出全廠總的無功功率；同時，計算機將母線電壓、每臺機組機端電壓、 實時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計算機的錄波曲線中，錄波曲線以I秒為間隔進行實時更新；第三步，通過試驗計算機，模擬調度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統對新的給定值的執行情況通過母線電壓或無功功率的當前值與目標值的對應關係，計算出超調量、爬升率、響應時間和偏差值，並判斷超調量、爬升率、響應時間和偏差值是否滿足調度要求，並將判斷結果提供給PID控制器；第四步，將母線電壓、單臺機組的無功功率、母線電壓目標值實時記錄保存到系統資料庫中，並在畫面中採用曲線方式顯示，以便對調度下發指令的協議解析情況進行測試，檢查電站監控系統的響應率、數據正確率、對處理數據的轉發情況和執行情況。
2.根據權利要求I所述的自動電壓控制系統的試驗方法，其特徵在於所述第四步所述記錄保存的方法是採用軟體將母線電壓和當前每臺機組的無功功率記錄到資料庫中， 並通過曲線方式實時顯示母線電壓，實現母線電壓對比。
3.根據權利要求I所述的自動電壓控制系統的試驗方法，其特徵在於所述第四步所述記錄保存的方法是使用可攜式電量記錄儀實時記錄母線電壓和各臺機組無功功率，再通過可攜式電量記錄儀的上位機軟體來記錄實時曲線。
4.根據權利要求I所述的自動電壓控制系統的試驗方法，其特徵在於所述爬升率為變動值除以調整時間，所述超調量為本次調整最大值或最小值與目標值之差，所述響應時間為目標值給定時間與開始調整的時間之差，所述偏差值為調整結束後的值與調度給定值之差。
全文摘要
本發明公開了一種自動電壓控制系統的試驗方法，可快速準確地檢查發電廠自動電壓控制(AVC)軟體包的各種功能，可檢查母線電壓和每臺機組無功功率變動情況，可通過計算出母線電壓和每臺機組無功的爬升率和超調量等參數，判斷母線電壓的爬升率和超調量是否滿足調度要求，並為每臺機組LCU的負荷調整PID參數修改提供依據。本發明的積極效果是可快速檢查所需無功功率分配結果是否滿足每臺機組勵磁系統過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機組機端電壓以及其他的各種邊界條件等；可快速準確檢查電廠AVC軟體包功能是否完善，通信速率是否滿足要求，穩定性和實時性是否滿足要求等，從而對電廠AVC系統做出全面準確的評估。
文檔編號G05B23/02GK102541049SQ20111044031
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者何軍, 唐洪, 王春林, 胡川華, 黃強 申請人:四川中鼎科技有限公司