CN103176471A

CN103176471A - 地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法

Info

Publication number: CN103176471A
Application number: CN2013100711761A
Authority: CN
Inventors: 范宏; 唐永红; 丁会凯; 徐琳; 阳育德
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: CN103176471B

Abstract

本发明涉及一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，首先在实时数字仿真平台上搭建实际电网的仿真模型、控制系统模型、运行系统模型，将实时数字仿真器的数据通过数据转换之后输入到AVC系统中，然后将AVC系统计算得到的控制量再通过数据转换重新输入到实时数字仿真器中，实现闭环连接，根据模拟现场的负荷波动形成设置各个运行方式；然后在仿真平台上对地区电网AVC进行功能测试；利用AVC系统的控制结果来全面检测AVC系统的功能及控制效果，并对其进行评价。能对地区电网自动电压控制系统正式接入电网进行标准化试验检测，并对其控制效果进行有效评估。对于推进地区电网AVC系统的技术进步起到了积极作用。

Description

地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法

技术领域

本发明涉及一种检测试验方法，特别涉及一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法。

背景技术

目前，地区电网自动电压控制系统（AVC）系统已作为无功电压调控手段，但是，有相当部分地区电网的自动电压控制系统未经过专业机构的检测并投入运行，在AVC系统的实际电力系统运行中也会出现很多实际问题，如变电站低容低抗频繁调节、地区电网不能自动分区、缺乏全网优化、系统控制策略不合理等问题难以解决。至今为止，还未出现一套标准的地区电网自动电压控制系统的闭环检测试验方法。

发明内容

本发明是针对地区电网情况复杂检测困难的问题，提出了一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，实现地区电网AVC系统的准确快速高效全面的的功能和控制效果。

本发明的技术方案为：一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，包括如下步骤：

1）系统平台建设：包含平台模型构建和闭环连接，平台模型构建是在实时数字仿真平台上搭建实际电网的仿真模型、控制系统模型、运行系统模型，将实时数字仿真器的数据通过数据转换之后输入到AVC系统中，然后将AVC系统计算得到的控制量再通过数据转换重新输入到实时数字仿真器中，实现闭环连接；

2）运行方式设置：模拟现场的负荷波动形成的各个运行方式；

3）地区电网AVC的功能测试：包含AVC状态估计校核、SCADA系统实时数据库和CIM公共信息模型解析数据和实时仿真数据比对、告警与闭锁检测、自动分区功能检测、AVC控制算法检测、统计功能检测、省地协调控制检测；

4）控制效率的对比测试：采用地区电网AVC系统与无功电压闭环控制系统进行控制性能对比测试，将两者的控制结果通过综合评价方法来评价。

所述步骤1）中实时数字仿真器的数据包括母线电压、线路有功功率、线路无功功率、电源点的有功功率、电源点的无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率。

所述步骤2）中运行方式包括区域电压低、区域电压高、母线电压低、母线电压高、区域无功过补、区域无功欠补、单站无功过补、单站无功欠补运行方式。

所述步骤3）中AVC状态估计校核包含遥测越限、线路有功功率和无功功率遥测不平衡、可疑开关刀闸状态、重载监视和越限的统计。

所述步骤3）中SCADA系统实时数据库和CIM公共信息模型解析数据和实时仿真数据比对，是指将三者数据进行对比，数据包含各母线电压有效值、各变压器有功功率、各变压器无功功率、各线路有功功率、各线路无功功率、可调变压器分接头档位、电容/电抗器投切状态。

所述步骤4）中综合评价方法中评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标，经济调节费用指标包含网损费用、变压器分接头动作费用、电容/电抗器组动作费用，控制效率包含电压质量和关口力率。

本发明的有益效果在于：本发明地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，对检测地区电网AVC系统是否满足国家电网公司的技术标准Q/GDW 619-2011《地区电网自动电压控制（AVC）技术规范》具有重要现实意义；可全面检测地区电网AVC系统的功能和控制效果；对于推进地区电网AVC系统的技术进步起到了积极作用。

附图说明

图1为本发明地区电网自动电压控制系统进行标准检测试验流程示意图；

图2为本发明地区电网自动电压控制系统控制效果检测试验流程示意图；

图3为本发明地区电网自动电压控制系统控制策略综合评价体系示意图；

图4为本发明地区电网自动电压控制系统告警与闭锁检测示意图。

具体实施方式

如图1所示地区电网自动电压控制系统进行标准检测试验流程示意图，包含系统平台建设、运行方式设置、AVC系统功能及控制效率的对比测试。

所述系统平台建设包含平台模型构建和闭环连接两项。所述平台模型是指在实时数字仿真平台上搭建实际电网的仿真模型、控制系统模型、运行系统模型。所述闭环连接是指，将实时数字仿真器与地区电网自动电压控制AVC系统通过数据转换后进行连接，实现双向通信。在闭环运行中，仿真模型的母线电压、线路有功功率、线路无功功率、电源点的有功功率、电源点的无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率数据通过数据转换之后输入到AVC系统中；最后，将AVC系统计算得到的控制量再通过数据转换重新输入到实时数字仿真器中。

所述运行方式设置是指模拟现场的负荷波动形成的各个断面运行方式，如：单站电压低、单站电压高、区域电压低、区域电压高、全网电压低、全网电压高各种运行方式。

所述地区电网AVC的功能测试包含AVC状态估计校核、SCADA系统实时数据库和CIM公共信息模型解析数据和实时仿真数据比对、告警与闭锁检测、自动分区功能检测、AVC控制算法（包含区域电压策略、母线电压策略、区域无功策略、单站无功策略、综合运行方式下的控制策略）检测、统计功能检测、省地协调控制检测七项主要内容。

所述地区电网AVC系统控制效率的对比测试是指利用无功电压闭环控制系统作为地区电网AVC系统的对比测试工具，将两者的控制结果通过综合评价方法来评价。图2给出了采用地区电网AVC系统与无功电压闭环控制系统进行控制性能对比测试的控制效果检测试验流程示意图。图3给出了当得到两种控制方法的控制结果之后对地区电网AVC系统的控制策略综合评价体系示意图。

所述综合评价的各项评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标两大类。其中，经济调节费用指标又包含网损费用、变压器分接头动作费用、电容/电抗器组动作费用；而控制效率包含电压质量和关口力率。其中，对于网损费用的计算，计算一工况运行一小时的网损费用。对于变压器分接头动作费用，根据变压器分接头动作次数与每次费用折算成变压器分接头动作费用。对于电容/电抗器组动作费用，根据电容/电抗器组投切动作次数折算成动作费用。对于经济调节费用按照线性加权综合评价法计算得到。对于电压质量，按照各电压等级的设定各电压等级合格的上下界作为电压合格的设定标准，如果通过AVC控制之后达到所要求的电压范围，则认为控制合格，否则认为控制不合格。合格则评价指为1-5取值，不合格则评价指为0。对于关口力率，当AVC控制之后的关口力率达到设定值0.9及以上，则认为控制合格，反之控制不合格。合格则评价指为1-5取值，不合格则评价指为0。表1列出电压稳定和关口力率的评价标准。对于控制效率指标按照线性加权综合评价法计算得到。

表1

评价值	1	2	3	4	5
						电压质量	电压多于3个不合格	电压3个不合格	电压2个不合格	电压1个不合格	电压合格
关口力率	所有关口力率都小于0.8	一个关口力率大于0.8小于0.9；其他关口力率小于0.8	两个关口力率都大于0.8小于0.9	一个关口力率大于0.9；其他关口力率大于0.8小于0.9	所有关口力率大于0.9

通过以下实施例可知，地区电网自动电压控制系统标准检测试验方法可对地区电网AVC系统功能和控制效果进行标准检测。

AVC状态估计校核试验：AVC系统具有模型验证功能，当参数不全或出错时，系统会给出告警和提示信息。在试验中测试了AVC系统的预处理信号测试，包含遥测越限、线路有功功率和无功功率遥测不平衡、可疑开关刀闸状态，AVC系统在预处理信息环节均能识别。此外，状态估计环节还包含重载监视和越限的统计功能，在试验中，对线路潮流、变压器视在功率、发电机有功功率的重载和越限进行了测试，AVC系统给出统计结果。同时，还对可疑数据进行了排查，对伪量测信息进行了统计测试。

SCADA和CIM模型解析数据和实时仿真数据比对：在试验中，调节一中运行方式，对比SCADA采集系统运行数据和AVC系统计算数据即CIM模型解析数据和实时仿真数据进行了对比。数据包含各母线电压有效值、各变压器有功功率、各变压器无功功率、各线路有功功率、各线路无功功率、可调变压器分接头档位、电容/电抗器投切状态。通过比对发现，三者数据基本一致。

告警和闭锁信息检测：在实时数字仿真平台上模拟电力系统接收到变压器调档命令后档位一次变化超过两档，即模拟变压器分接头滑档的情况。如：模拟光明站变压器滑档情况，此时，光明站10kV母线运行在11.01kV，超过光明10kV电压上限11kV，则AVC给出光明站主变档位下调的控制策略。当RTDS接收到变压器降档命令后，光明站主变档位从4档降为1档并反馈给AVC系统。图4为本发明地区电网自动电压控制系统告警与闭锁检测示意图，给出了“光明1号主变滑档”的闭锁信息和相应的闭锁原因信息提示。此外，还对变压器/电容器手工动作、变压器/电容器拒动、变压器并列档位不一致、变压器/电容器动作次数越限进行了测试，AVC系统均能给出告警和闭锁信息。

自动分区功能检测：在试验中通过改变电力系统的网架结构的拓扑图，考核地区电网AVC系统的自动分区功能，模拟将某条线路断开，则该线路运行分区划分到其他运行区域。自动分区功能能正常实现。

AVC系统控制算法检测：地区电网AVC系统有区域电压策略、母线电压策略、区域无功策略、单站无功策略四种。在试验中，针对这四种控制策略的控制目标和控制对象，模拟系统在区域电压低、区域电压高、母线电压低、母线电压高、区域无功过补、区域无功欠补、单站无功过补、单站无功欠补等运行方式，对AVC系统的控制算法进行检测。通过测试结果可知，地区电网AVC系统可实现四种控制策略的控制目标。

Claims

1.一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，所述步骤1）中实时数字仿真器的数据包括母线电压、线路有功功率、线路无功功率、电源点的有功功率、电源点的无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率。

3.根据权利要求1所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，所述步骤2）中运行方式包括区域电压低、区域电压高、母线电压低、母线电压高、区域无功过补、区域无功欠补、单站无功过补、单站无功欠补运行方式。

4.根据权利要求1所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，所述步骤3）中AVC状态估计校核包含遥测越限、线路有功功率和无功功率遥测不平衡、可疑开关刀闸状态、重载监视和越限的统计。

5.根据权利要求1所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，所述步骤3）中SCADA系统实时数据库和CIM公共信息模型解析数据和实时仿真数据比对，是指将三者数据进行对比，数据包含各母线电压有效值、各变压器有功功率、各变压器无功功率、各线路有功功率、各线路无功功率、可调变压器分接头档位、电容/电抗器投切状态。

6.根据权利要求1所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法，其特征在于，所述步骤4）中综合评价方法中评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标，经济调节费用指标包含网损费用、变压器分接头动作费用、电容/电抗器组动作费用，控制效率包含电压质量和关口力率。