[發明專利]新能源場站無功電壓控制系統硬件在環測試系統及方法

有效

• 申請號: 202010767607.8
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN112015162B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 王楠;王士柏;程艷;孫樹敏;管荑;馬強;耿玉潔;邢家維;王玥嬌;滕瑋;魏大鈞;于芃;張興友;李廣磊;張用
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發明公開了一種新能源場站無功電壓控制系統硬件在環測試系統及方法，所述系統包括：仿真主機、仿真目標機、SVG控制器和AVC控制器；其中，仿真主機、SVG控制器和AVC控制器均與仿真目標機連接；仿真主機被配置為建立數字模型，包括電網模型、光伏電站模型、IGBT模塊、變壓器模型，所述數學模型經代碼轉換后下載到仿真目標機；仿真目標機被配置為基于接收到的模型代碼仿真新能源場站無功電壓控制系統，并實時運行。本發明可以在接近實際工況的條件下有效驗證AVC子站控制策略的有效性以及各設備之間的動態響應性能。

技術領域

本發明屬于硬件在環測試技術領域，尤其涉及一種新能源場站無功電壓控制系統硬件在環測試系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

為適應電網自身的復雜性，自動電壓控制(Automatic Voltage Control，AVC)系統應運而生。AVC是指利用計算機系統、通信網絡和可調控設備，根據電網實時運行工況在線計算控制策略，自動閉環控制無功和電壓調節設備，以實現合理的無功電壓分布。AVC系統利用數據采集與監視控制(Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA)系統監測電網實時運行狀態，并將監測到的遙測與遙信數據上傳至AVC主站進行優化決策，主站向子站下發目標電壓或者無功指令，AVC子站得到指令后通過子站控制策略協調控制場站內電壓和無功調節設備，并通過SCADA系統的遙控與遙調功能下發指令，實現電壓的自動、閉環、優化控制。

近年來，電網中新能源接入比例爆發式增長，電網面臨的安全穩定問題也逐漸增多。新能源具有隨機性、波動性的特點，規模化的風電、光伏發電系統接入電網時將對電網潮流、電壓都造成顯著影響，為保證在高比例可再生能源接入的情況下大電網能夠安全穩定運行，新能源電站的AVC系統顯得至關重要。新能源場站AVC子站通過接收AVC主站系統下發的高壓側母線目標電壓或目標無功指令，控制新能源場站的風機或光伏逆變器、升壓站低壓側的SVC/SVG等動態無功補償設備、升壓站主變的有載調壓分接頭等電壓和無功調節設備，實現穩態電壓調整，維持并電網電壓穩定，保證電力系統安全運行。

新能源場站的AVC子站的控制策略以及各電壓和無功調節設備的響應特性將直接影響新能源場站AVC調節效果，而純數字仿真軟件不能真實模擬AVC系統控制過程中各類電壓和無功調節裝置的實際響應特性，對于優化、驗證AVC子站系統的控制策略存在一定誤差。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種新能源場站無功電壓控制系統硬件在環測試系統及方法，可以在接近實際工況的條件下有效驗證AVC子站控制策略的有效性以及各設備之間的動態響應性能。

為實現上述目的，本發明的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

一種新能源場站無功電壓控制系統硬件在環測試系統，包括：仿真主機、仿真目標機、SVG控制器和AVC控制器；其中，仿真主機、SVG控制器和AVC控制器均與仿真目標機連接；

仿真主機被配置為建立數字模型，包括電網模型、新能源電站模型、IGBT模塊、變壓器模型，所述數學模型經代碼轉換后下載到仿真目標機；

仿真目標機被配置為基于接收到的模型代碼仿真新能源場站無功電壓控制系統，并實時運行。

進一步地，基于接收到的模型代碼仿真無功-電壓控制系統包括：

多個新能源電站模型并聯，通過變壓器并入電網模型的低壓側；多個IGBT模塊與負載并聯，也接入電網模型的低壓側；SVG控制器通過I/O端口與多個IGBT模塊連接；AVC控制器通過I/O端口與所述多個新能源電站模型連接。

進一步地，SVG控制器，被配置為接收IGBT模塊實時電壓以及電網運行參數，并生成SVG控制指令下發到IGBT模塊，以控制IGBT模塊正常工作。