一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法
2023-05-25 18:05:26
專利名稱：一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法
技術領域：
本發明涉及一種電力測試技術，特別涉及一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法。
背景技術：
電力系統無功功率優化和補償是電力系統安全經濟運行的重要組成部分。通過對無功電源的合理配置和對無功負荷的補償，不僅可以維持電壓水平、提高電力系統運行的穩定性，還可以降低網損，使電力系統安全經濟運行。在傳統的電壓控制管理模式下，發電廠的發電機無功功率、高壓母線電壓主要由各電廠值班人員根據系統調度的要求人工調節。這種調節方式僅能保證部分時段、部分節點的電壓合格，但與電力系統的經濟運行、可靠供電的目標相去甚遠。電廠自動電壓控制系統(AVC)是利用先進的電子、網絡通訊與自動控制技術，在線接收省電力調度中心下發的母線電壓指令，自動對發電機無功出力或高壓側母線電壓進行實時跟蹤調控。該系統可有效地控制區域電網無功的合理流動，增強系統運行的穩定性和安全性，保證電壓質量，改善電網整體供電水平，減少電網有功網損，充分發揮電網的經濟效·益，同時降低運行人員的勞動強度。
發明內容
本發明是針對電廠側電力調度不經濟合理的問題，提出了一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，利用實時數字仿真系統的實時模擬和閉環運行的特性，構建電廠側AVC系統的閉環測試試驗平臺，並在此平臺上提出電廠側AVC系統的測試方法，實現對電廠側AVC系統功能進行離線實時測試。本發明的技術方案為:一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，具體包括如下步驟:
1)建立電廠側AVC系統的閉環測試系統:包括實時數字仿真系統、電廠側AVC系統、遠動終端RTU，
實時數字仿真系統建模包括系統平臺模型和中央控制系統模型，系統平臺模型由模擬電力系統兀件構建完成，該I旲型仿真電廠實際電力系統，中央控制系統I旲型由I旲擬運彳丁系統元件構建完成，通過用戶輸入數據和/或指令對系統平臺模型進行模擬控制，模擬發電系統進入相應的運行狀態；
2)實時數字仿真系統中的中央控制系統模型輸出控制信號，通過遠動終端RTU處理轉換數據後發送至電廠側AVC系統，電廠側AVC系統將實際控制信號再回傳到實時數字仿真系統中的系統平臺模型相應模擬元件上，再通過中央控制系統模型模擬運行後輸出控制信號，形成閉環運行；
3)按照電廠側AVC系統的基本功能進行參數設定試驗、基本功能試驗、安全特性試驗三部分試驗；
4)查看測試結果。
所述步驟I)中系統平臺模型建模選擇實際電力系統接線方式，在實時數字仿真系統中搭建一次系統模型，一次系統模型中包含發電機模型、兩繞組變壓器模型、等值負荷模型、等值電源模型、斷路器模型、電壓互感器模型、電流互感器模型。所述步驟2)中遠動終端RTU中的監控單元實時採集實時數字仿真系統來的控制模擬量，遠動終端RTU中的通信管理機對控制模擬量進行處理轉換，轉換成IEClOl規約數據發送至電廠側AVC系統。本發明的有益效果在於:本發明電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，構建電廠側AVC系統的閉環測試試驗平臺，並在此平臺上實現對電廠側AVC系統功能進行離線實時測試。對建立統一的電廠側AVC系統的技術原則、結構要求、功能及性能指標有重要的指導作用，為電廠側AVC系統入網測試提供了很好的解決方案。
圖1為本發明實施例提供的電廠側AVC系統的閉環測試原理 圖2為本發明實施例提供的電廠側AVC系統的閉環測試硬體連接示意 圖3為本發明實施例電力系統一次系統模型結構示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2實施例提供的電廠側AVC系統的閉環測試原理圖和硬體連接示意圖，基於實時數字仿真系統的電廠側AVC系統功能測試試驗平臺，包括硬體架構和軟體建模；所述硬體架構包括實時數字仿真系統、電廠側AVC系統、遠動終端RTU。實時數字仿真系統的軟體建模包括系統平臺模型和中央控制系統模型，系統平臺模型由模擬電力系 統元件構建完成，該模型仿真電廠實際電力系統，中央控制系統模型由模擬運行系統元件構建完成，通過用戶輸入數據和/或指令對系統平臺模型進行模擬控制，使其發電系統進入相應的模擬運行狀態。所述電廠側AVC系統閉環測試試驗平臺，在硬體構架中，實時數字仿真系統輸出機端電壓、機端電流和母線電壓模擬量，通過遠動終端RTU的測控單元實時採集，然後在遠動終端RTU的通信管理機中處理轉換成IEClOl規約數據發送至電廠側AVC系統的上位機，同時，電廠側AVC系統的省調AVC主站給AVC子站下發調控目標，由AVC子站裝置執行調控，得到機組增減磁控制信號，然後將控制信號再回傳到實時數字仿真系統中，形成閉環運行。系統平臺模型選擇某發電廠電力系統接線方式，如圖3所示電力系統一次系統模型結構示意圖，具體包含發電機、兩繞組變壓器、等值線路、等值電源、等值負荷和二次測量系統。模擬系統中建立了正一母Busl和正二母Bus2，分別接入兩臺發電機和兩臺變壓器，黑色實心的斷路器為閉合，空心的斷路器為打開的狀態，電廠的出線用兩條等值線路表示，每條出線用一等值電源來模擬系統運行。二次測量系統包含測點和被測量。在實時數字仿真系統中建立發電機模型、變壓器模型、線路模型、電源模型、負荷模型、電壓互感器模型、電流互感器模型。發電機模型主要設置發電機容量、各種電抗參數、時間常數、電壓等級等。變壓器模型主要設置變壓器各側的電壓等級和容量、基準頻率、漏抗、空載損耗等；負荷模型設為一個可變的恆功率負荷，根據試驗中的要求動態變化。系統平臺模型建立步驟:1、新建系統模型文件並保存；
2、搭建發電機模型、汽輪機模型、變壓器模型、斷路器模型、負荷模型並按照電氣關係連接起來；
3、完成各種模型的參數設置，設置斷路器開關信號；
4、構建各臺發電機勵磁控制模型；
5、構建機組AVC系統的增減磁控制模型；
6、構建動態負荷的控制模型；
7、完成系統平臺模型的搭建。中央控制系統模型包含對發電機的勵磁系統和機組AVC增減磁控制系統進行控制。發電機勵磁系統的控制，包括發電機增磁和減磁信號的接受和控制邏輯，一方面可通過手動調節增減磁信號實現控制，另一方面可通過接受外部的AVC下發的增減磁指令來實現控制；控制系統還可以對發電機的有功出力和無功出力進行控制，由中央控制系統的用戶輸入指令實現控制。完成上述系統平臺模型和相應的子模型及參數配置之後，即可編譯模型，仿真電廠的系統運行。機組AVC增減磁控制系統，由於AVC系統的增減磁控制信號同時送入AVR，設置控制迴路判斷增減磁信號。中央控制系統模型是模擬電廠的集控中心，由實時數字仿真系統的運行元件建設完成。中央控制系統模型可實時顯示系統運行數據，包含顯示各母線電壓、各發電機的有功/無功功率、各變壓器各繞組有功/無功功率、各臺發電機的增減磁信號狀態等。此外，還可以手動調節各臺發電機的相角，實現對各臺發電機有功出力和無功出力的控制，從而改變發電系統的運行狀態，還可以手動觸發發電機的增減磁信號，檢測勵磁控制系統模型的有效性。中央控制系統I旲型建立步驟:
1)、新建中央控制系統文件並保存；
2)、搭建電廠一次系統網架結構；
3)、將系統平臺模型的母線電壓、發電機有功/無功出力、斷路器開關狀態、負荷投切狀態並以儀表或指示燈的方式顯示；
4)、將各斷路器開關進行建模；
5)、將動態負荷開關進行建模；
6)、完成中央控制系統模型的搭建；
7)、進行系統調試，完成閉環測試系統的軟體部分的整體建模。所述的電廠側AVC系統的閉環測試步驟如下:
O完成系統閉環測試平臺的建設，包含硬體架構和軟體建模兩部分；
2)按照電廠側AVC系統的基本功能進行參數設定試驗、基本功能試驗、安全特性試驗三部分試驗；
3)查看測試結果。通過以下實施例可知，一種電廠側AVC系統的閉環測試方法可對待測的電廠側AVC系統進行各項功能測試，具體包含參數設定試驗、基本功能試驗、安全特性試驗三部分試驗。 實施例一、機組無功調節裝置脈衝寬度整定試驗:此試驗為參數設定試驗之一。該試驗通過調節AVC子站輸出脈衝寬度來設定「無功輸出設置」中機組信號輸出間隔、信號最大寬度、信號最小寬度和斜率等重要參數，為現場試驗和參數整定積累經驗。實施例二、機組間無功分配調節性能試驗:此試驗為基本功能試驗之一。設置AVC系統的「母線電壓調控」方式，測試AVC子站在調節過程中各機組無功分配的合理性，即測試四種分配方法，如:等功率因素無功分配、等裕度無功分配、等容量無功分配、無功平均分配，查看各種無功分配方法的分配效果。實施例三、機組無功反調試驗:此試驗為基本功能試驗之一。測試AVC系統調節過程中無功越限反調併合理分配無功的能力。首先設定「母線電壓調控」方式，主站下發指令減磁至機組無功越下限，查看AVC子站裝置的無功反調過程。或者，主站下發指令增磁至機組無功越上限，查看AVC子站裝置的無功反調過程。實施例四、機組電壓反調試驗:此試驗為基本功能試驗之一。測試AVC子站裝置調節過程中機端電壓越限反調併合理分配無功的能力。首先設定「母線電壓調控」方式，主站下發指令減磁至機組機端電壓越下限，查看AVC子站裝置的電壓反調過程。或者，主站下發指令減磁至機組機端電壓越上限，查看AVC子站裝置的電壓反調過程。實施例五、AVC主站與AVC子站通信中斷試驗:此試驗為安全特性試驗之一。測試AVC主站與子站通信中斷時，AVC子站裝置的動作情況。方法是斷開AVC主站與子站裝置之間的接線，然後查看AVC子站裝置的動作。實施例六、AVC子站與RTU通信中斷試驗:此試驗為安全特性試驗之一。測試AVC子站裝置與RTU通信完全中斷時，查看AVC子站裝置的動作情況。方法是斷開AVC子站的上位機與RTU通信管理機間的接線，然後查看AVC子站裝置的動作。實施例七、閉鎖試驗:此試驗為安全特性試驗之一。測試AVC子站裝置在檢測到遙測數據超出閉鎖限制時的動作情況。 主要包含母線電壓機組有功/無功、機端電壓、機端電流、廠用電等遙測數據閉鎖。
權利要求
1.一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，其特徵在於，具體包括如下步驟: 1)建立電廠側AVC系統的閉環測試系統:包括實時數字仿真系統、電廠側AVC系統、遠動終端RTU， 實時數字仿真系統建模包括系統平臺模型和中央控制系統模型，系統平臺模型由模擬電力系統兀件構建完成，該I旲型仿真電廠實際電力系統，中央控制系統I旲型由I旲擬運彳丁系統元件構建完成，通過用戶輸入數據和/或指令對系統平臺模型進行模擬控制，模擬發電系統進入相應的運行狀態； 2)實時數字仿真系統中的中央控制系統模型輸出控制信號，通過遠動終端RTU處理轉換數據後發送至電廠側AVC系統，電廠側AVC系統將實際控制信號再回傳到實時數字仿真系統中的系統平臺模型相應模擬元件上，再通過中央控制系統模型模擬運行後輸出控制信號，形成閉環運行； 3)按照電廠側AVC系統的基本功能進行參數設定試驗、基本功能試驗、安全特性試驗三部分試驗； 4)查看測試結果。
2.根據權利要求1所述電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，其特徵在於，所述步驟I)中系統平臺模型建模選擇實際電力系統接線方式，在實時數字仿真系統中搭建一次系統模型，一次系統模型中包含發電機模型、兩繞組變壓器模型、等值負荷模型、等值電源模型、斷路器模型、電壓互感器模型、電流互感器模型。
3.根據權利要求1所述電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，其特徵在於，所述步驟2)中遠動終端RTU中的監控單元實時採集實時數字仿真系統來的控制模擬量，遠動終端RTU中的通信 管理機對控制模擬量進行處理轉換，轉換成IEClOl規約數據發送至電廠側AVC系統。
全文摘要
本發明涉及一種電廠側自動電壓控制系統閉環測試方法，建立電廠側AVC系統的閉環測試系統包括實時數字仿真系統、電廠側AVC系統、遠動終端RTU，實時數字仿真系統建模仿真電廠實際電力系統，並模擬發電系統進入相應的運行狀態；實時數字仿真系統輸出控制信號到通過遠動終端RTU處理轉換數據發送至電廠側AVC系統，電廠側AVC系統將實際控制信號再回傳到實時數字仿真系統中的系統平臺模型相應模擬元件上，再通過中央控制系統模型模擬運行後輸出控制信號，形成閉環運行實現閉環測試。實現對電廠側AVC系統功能進行離線實時測試。對建立統一的電廠側AVC系統的各項指標有重要的指導作用，為電廠側AVC系統入網測試提供了很好的解決方案。
文檔編號G05B23/02GK103246283SQ20131018183
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月16日 優先權日2013年5月16日
發明者範宏, 周德生, 潘愛強, 陳超, 計聖凱, 丁會凱 申請人:上海電力學院