[發明專利]一種電網無功電壓控制系統在線仿真方法

在審

• 申請號: 201410098844.4
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103901778A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 謝江;王鵬;湯磊;鄭澍
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司宜賓供電公司;北京清大高科系統控制有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 鄧金濤

技術領域

本發明涉及電力系統調度自動控制與仿真技術領域，具體涉及一種電網無功電壓控制系統在線仿真方法。

背景技術

調控一體化模式下，對于地區電網，無功電壓自動控制系統（AVC）是最為重要的自動控制系統之一。AVC作為實時控制系統，其對運行的可靠性、安全性要求非常高。在AVC系統投入閉環控制運行前，或者某個變電站投入閉環控制前，需要有效的方法對AVC系統給出的策略進行分析和校驗，確認AVC系統給出的閉環控制策略的合理性、安全性和正確性，這種校驗環節是必不可少的，是保證AVC系統正常運行以及電網安全穩定運行的重要保證。傳統的驗證方法主要是截取某個電網運行方式的數據斷面，在此斷面基礎上進行完整的AVC優化控制計算，生成對電廠、變電站的控制策略，并通過人工分析，判斷AVC系統給出的而控制策略是否合理。因此，在分析計算的過程中，僅考慮了AVC控制策略對電網的影響，沒有考慮在AVC控制過程中，電網的發電、負荷變化的情況，沒有考慮電網運行方式可能發生的調整情況，不能滿足對較長時間段內、連續變化的電網進行AVC閉環控制的定量分析。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電網無功電壓控制系統在線仿真方法，解決了現有的無功電壓自動控制系統的分析計算方式復雜，不準確的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：一種電網無功電壓控制系統在線仿真方法，包括以下步驟：

DTS系統啟動時，裝載教案中的電網模型到教員臺仿真態實時數據庫，AVC系統運行在學員臺，啟動后通過鏡像方式從教員臺獲取電網模型，保證學員臺電網模型與教員完全一致，DTS系統教案中保存實際電網發電、負荷曲線，包括發電機有功出力、機端電壓曲線，負荷有功、無功曲線等，所述DTS系統根據上述數據自動調整發電、負荷有功、無功和機端電壓，模擬日負荷變化時電網潮流變化；

DTS學員臺自動同步獲取仿真態電網遙測、遙信數據，AVC系統跟蹤學員臺仿真電網潮流變化的結果，給出控制策略；通過學員臺遙控、遙調接口將控制策略發送到教員臺仿真事件表中；

DTS系統根據事件表中相應的控制策略，投退電容/電抗器，改變分接頭檔位及模擬調整發電機勵磁調節，改變仿真電網潮流分布，不斷閉環仿真計算，對全天的AVC控制策略情況進行模擬；

DTS系統自動統計電壓越界、網損情況和開關變位次數等信息，對AVC系統控制效果給出定量分析和自動評估。

更進一步的技術方案是，所述DTS系統模擬的電網數據與實際運行數據一致，從EMS中獲取電網實際運行的數據包，作為DTS系統的仿真教案，所述數據報包括：

仿真周期（如1日）開始時的電網拓撲結構和參數，從EMS系統獲取；

仿真周期（如1日）內的電網發電和負荷曲線；

系統總的發電負荷曲線，以及每個機組和等值負荷的每日發電負荷曲線，可以人工制定，也可以直接根據EMS系統保存的每日96點數據斷面自動制定；

有功的發電曲線和負荷曲線，無功的負荷曲線；

仿真周期內的運行方式變化數據。

DTS啟動后，從教案中裝載電網模型，并根據記錄的發電負荷曲線來模擬電網日負荷變化的特性。AVC仿真在DTS學員臺啟動，通過鏡像方式從教員DTS實時庫中獲取完整電網模型數據。

DTS記錄的發電負荷曲線通常是以15分鐘為間隔的96點數據。仿真計算使用的特定時間的發電負荷通過曲線插值方式來獲取。同時在負荷數據上模擬1-5%的隨機擾動，仿真電網的隨機擾動現象。

更進一步的技術方案是，實現AVC策略生成和在線控制仿真，包括以下步驟：隨著教員臺DTS模擬的發電負荷和電網運行方式變化，DTS模擬的電網潮流包括有功、無功、電壓等數據通過教員臺前置服務模擬程序發送到學員臺數據庫中。AVC按照設定的周期從學員臺實時庫中獲取電網的遙測、遙信數據，完成優化計算，給出控制策略；

AVC變電站控制指令給出的是電容器的投切或分頭的調整，在DTS系統模擬中，直接將控制指令轉化為DTS中的離散事件進行模擬。AVC通過學員臺遙控、遙調接口將控制命令發送到教員仿真事件表中。教員自動按照時間順序記錄AVC系統所有控制命令。

更進一步的技術方案是，實現AVC仿真控制效果給出定量分析和自動評估的方法，包括以下步驟：

在上述AVC控制仿真的過程中，DTS系統在每個AVC控制周期結束、控制指令模擬完成后，均記錄完整的仿真快照斷面，仿真快照包括的數據為：

全網所有線路、主變的支路潮流，

全網所有機組、負荷的注入潮流，