[發明專利]一種電力系統廣域阻尼的控制系統及其方法

無效

• 申請號: 200710032415.7
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101202451A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 吳小辰;李立浧;韓英鐸;李鵬;吳京濤;陸超;賀靜波
• 申請（專利權）人: 南方電網技術研究中心;清華大學;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及電力系統控制領域，更具體的說，是涉及一種電力系統廣域阻尼的控制系統及其方法。

背景技術

傳統的電力系統控制模式，基本都是本地模式的，即：位于電網局部的某控制器僅僅采集本地信息作為反饋信號，據此計算控制指令并執行，構成連續的閉環控制系統。這種本地控制模式以電力系統穩定器PSS、SVC、TCSC等為代表。

這種本地模式的控制在電力系統過去的上百年間發揮了很重要的作用，但是隨著電網規模的擴大、特別是大電網之間的互聯，這種控制模式越來越多的暴露出局限性，主要體現在：大電網的動態特性更加復雜，特別是容易出現波及范圍很大的電網波動事件，如區域間的功率振蕩等，本地模式的控制由于僅僅采集本地信號，無法有效控制這種大范圍動態現象。

另一方面，近年來由于同步相量測量技術的發展，廣域相量測量系統的建設在國內外電力系統都已經初具規模，對于該系統的應用，目前國內外都還停留于事故后分析以及在線監視方面，沒有充分發揮廣域量測系統在構建廣域控制、提升系統大范圍動態性能方面的潛力。

發明內容

本發明提出了一種能有效抑制電力系統大范圍的功率動蕩現象，提高電力系統穩定性的電力系統廣域阻尼的控制系統，另外，本發明還提供了一種電力系統廣域阻尼的控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電力系統廣域阻尼的控制系統，包括經由通信通道連接的廣域相量測量系統、廣域阻尼控制主站以及執行子站；廣域相量測量系統用于采集交流變電站或者直流換流站的同步相量數據信號；廣域阻尼控制主站接收、處理來自廣域相量測量系統的信號，判斷其中的振蕩信息及其控制系統的投運狀態，并發出命令控制執行子站；執行子站與電力系統的控制設備連接，并命令傳動相關的電力系統控制設備，對功率振蕩現象給予控制。

控制系統的投運狀態包括以下內容：電網運行狀態，電力系統控制設備的自身狀態，廣域量測系統、廣域阻尼控制主站與執行子站三者之間的通信通道的狀態，廣域量測系統、控制主站與控制子站三者的硬件狀態。

廣域阻尼控制主站包括裝配有實時操作系統的計算機，該計算機采用實時數據庫存儲來自廣域相量測量系統的數據。

在廣域阻尼控制主站還包括內部實現數字控制器模塊。，該數字控制器模塊由隔直、濾波、比例增益、以及移相、以及限幅環節構成。

廣域相量測量系統與廣域阻尼控制主站之間，及廣域阻尼控制主站與執行子站之間均通過單個或多個光纖通道實現信號傳輸。

電力系統的控制設備包括電力系統穩定器、電力系統高壓直流輸電控制器系統、靜止同步補償器及靜止無功補償器中的任一種或多種組合。

另外，本發明還提供了一種使用電力系統廣域阻尼的控制系統的控制方法，其包括以下步驟：a、廣域相量測量系統接收來自交流變電站或者直流換流站的同步相量數據，并傳送給廣域阻尼控制主站；b、廣域阻尼控制主站接收、處理來自廣域相量測量系統的信號；c、對信號進行分析計算，判定當前信號中是否具備振蕩信息及控制系統的投運條件，當具備振蕩信息時，且投運條件滿足時，執行下一步驟d；當不具備振蕩信息或投運條件不滿足時，返回上一步驟b；d、廣域阻尼控制主站傳送控制命令到執行子站，執行子站接收并處理來自廣域阻尼控制主站的控制命令；e、執行子站檢測通信通道的狀態及自身硬件狀態是否異常，當通信通道的狀態或自身硬件狀態異常時，控制系統返回執行步驟b；當通信通道的狀態及自身硬件狀態正常時，執行子站將控制命令轉發到當地的控制設備，控制當地控制設備動作，完成整個閉環控制過程。

在步驟c中，投運條件包括以下內容：電網運行狀態，電力系統控制設備的狀態，廣域量測系統、廣域阻尼控制主站與執行子站三者之間的通信通道是否正常，廣域量測系統、廣域阻尼控制主站與執行子站三者的硬件狀態是否正常；當具備振蕩信息時，且電網運行狀態正常、電力系統控制設備的狀態正常、通信通道正常及控制系統硬件的狀態正常時，執行下一步驟d；當不具備振蕩信息、電網運行狀態異常、電力系統控制設備的狀態異常、通信通道異常或控制系統硬件的狀態異常時，返回上一步驟b。

在步驟d中，廣域阻尼控制主站將連續計算當前的控制命令，該控制命令在輸入的外部相量數據的驅動下被傳送至執行子站。

在步驟a中所采集到的廣域量測系統采集實時電網相量數據，以及在步驟e中執行子站轉發給控制設備的控制命令，均附有GPS時標。