CN104090814B - 电力系统源网协调控制仿真平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力系统源网协调控制仿真平台，包括模拟电源侧的电站控制数字实验平台、模拟电网侧的电力系统实时数字仿真装置，电站控制数字实验平台和电力系统实时数字仿真装置之间通过物理通信接口连接，其特征在于，电站控制数字实验平台包括对火电机组及水电机组进行监视、励磁、调速的实际物理装置和被控对象模拟器。本发明实现接入实际装置进行仿真验证源网协调控制的新型控制策略和研究方法，提高了仿真的置信度。

Description

电力系统源网协调控制仿真平台

技术领域

本发明涉及电力系统仿真领域，尤其涉及一种电力系统源网协调控制仿真平台。

背景技术

电力系统源网协调是指发电机组与电网之间在规划、设计、运行等方面的相互配合、协调发展以及管理方面的内容，包括发电机组保护控制与电网稳控装置的协调配合、汽轮发电机组控制系统引起的电网频率波动，以及调速系统、励磁系统、PSS 的控制参数设置可以适应电网运行方式的变化等，涉及范围较广。源网协调控制研究的重点是协调发电机组的控制保护系统与电网安全稳定措施的配合，在发生严重故障或扰动冲击等情况下，能使电力系统在电压、频率及功角等方面保持较高的稳定性，从而保证发电机组及电网的安全稳定运行。

随着现代电力系统中电源容量的不断增大，电源的动态特性对电网安全稳定运行的影响日益增强。电源和电网是相互作用不可分割的整体，而源网协调问题又是一个复杂的跨学科课题，是当前大机组和大电网发展过程中必须面对的一个新课题，已成为直接影响电力系统安全稳定的重要问题，许多电力系统事故都是由于电源和电网缺乏协调导致的。

目前在源网协调控制研究领域，各种新型控制策略和研究方法取得了不少研究成果，但大多数控制策略都是通过离线仿真的方式进行的理论分析，缺乏接入实际装置的仿真验证。若通过增加检测设备的检测量的方式来改进电源侧的模型参数，受限于现有的监测设备功能有限，监测量不够全面，而且需要结合发电厂现场实际情况制定合理的监测方式等因素，难以较好的满足源网协调控制研究的要求。

发明内容

针对上述现有技术，本发明解决的技术问题是提供一个电力系统源网协调控制仿真平台，实现接入实际装置进行仿真验证源网协调控制的新型控制策略和研究方法。

为解决上述问题，本发明的电力系统源网协调控制仿真平台包括模拟电源侧的电站控制数字实验平台、模拟电网侧的电力系统实时数字仿真装置，电站控制数字实验平台和电力系统实时数字仿真装置之间通过物理通信接口连接，电站控制数字实验平台包括对火电机组及水电机组进行监视、励磁、调速的实际物理装置和被控对象模拟器,被控对象模拟器与实际物理装置通过线缆连接。

由于本发明提供的电力系统源网协调控制仿真平台中包含对火电机组及水电机组进行监视、励磁、调速的实际物理装置，可以使仿真闭环试验更接近实际系统的运行工况，提高仿真的置信度。

本发明中的被控对象模拟器可采用装载艾默生火电厂主控仿真系统的仿真平台，以实现对被控对象的模拟。

本发明中的被控对象模拟器可采用中国电力科学研究院研发的ADPSS仿真平台,实现多机分网并行计算的能力，能够进行大电网动态仿真和局部电网快速电磁暂态过程仿真。

附图说明

图1为本发明的源网协调仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，本发明的源网协调仿真平台的组成结构示意图如图1所示。源网协调仿真平台包括模拟电源侧的电站控制数字实验平台1和模拟电网侧的电力系统实时数字仿真装置2，电站控制数字实验平台1和电力系统实时数字仿真装置2之间通过物理通信接口5连接。物理通信接口5不局限于某种类型接口，IO接口、以太网通讯接口、光纤通讯接口、常用串口通讯接口（如422接口等）均在本发明的保护范围内。

电站控制数字实验平台1包括对火电机组及水电机组进行监视、励磁、调速的实际物理装置3和被控对象模拟器4，被控对象模拟器4与实际物理装置3通过线缆6连接，以实现被控对象模拟器4与实际物理装置3之间的通信与控制，线缆6包括控制信号线、数据通信线等，被控对象模拟器4主要实现对典型火电机组及典型分散控制系统的全流程仿真及对控制逻辑的验证，包括锅炉、汽轮机、发电机及变电系统的热力过程、燃烧过程、电气系统、机械系统等动态规律模型，以及水机模型等。一种被控对象模拟器4可为装载艾默生火电厂主控仿真系统的仿真平台，如果装载其他仿真系统能够实现本发明被控对象模拟器4功能的仿真平台，也在本发明的保护范围内。

一种电力系统实时数字仿真装置2为中国电力科学研究院研发的ADPSS仿真平台。其由多个计算机服务器组成，具备多机分网并行计算、机电-电磁暂态混合仿真计算的能力，可以实现机电暂态网络规模为20000节点3000台发电机20000条线路（或变压器）和电磁暂态网络中发电机采用Park方程模型，规模为5台发电机和20条线路的机电-电磁混合实时仿真计算，能方便的模拟实际电网的各种运行工况，可同时进行大电网动态仿真和局部电网快速电磁暂态过程仿真。

一种被控对象模拟器4为装载艾默生火电厂主控仿真系统的仿真平台，电力系统实时数字仿真装置2为中国电力科学研究院研发的ADPSS仿真平台的实施方案，工作过程为：ADPSS仿真平台中包含1台发电机组模型并接入实际电网数据，进行实时仿真计算，艾默生火电厂主控仿真系统对包含该发电机组及其相连系统全范围和生产全过程进行实时连续地仿真，两个平台以标准Modicon Modbus协议为基础，采用Modbus TCP/IP模式的数据接口，物理层采用1000M电以太网，链路传输为客户机/服务器模式，装置为服务器模式，实现了闭环的源网协调控制，两个平台之间交互的信号量见表1。

Claims (3)

1.一种电力系统源网协调控制仿真平台，包括模拟电源侧的电站控制数字实验平台（1）、模拟电网侧的电力系统实时数字仿真装置（2），电站控制数字实验平台（1）和电力系统实时数字仿真装置（2）之间通过物理通信接口（5）连接，其特征在于，电站控制数字实验平台（1）包括对火电机组及水电机组进行监视、励磁、调速的实际物理装置（3）和被控对象模拟器（4）,被控对象模拟器（4）与实际物理装置（3）通过线缆（6）连接。

2.根据权利要求1所述的电力系统源网协调控制仿真平台，其特征在于所述的被控对象模拟器（4）为装载艾默生火电厂主控仿真系统的仿真平台。

3.根据权利要求1或2所述的电力系统源网协调控制仿真平台，其特征在于所述的电力系统实时数字仿真装置（2）为中国电力科学研究院研发的ADPSS仿真平台。