CN104133410B - 一种广域阻尼控制实时数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种广域阻尼控制实时数据处理方法，属于电力系统稳定控制技术领域，该方法包括：根据PMU和执行装置上送的数据进行预处理；将预处理后的数据保存至实时数据库并进行断面对齐；将最新实时断面数据取出，进行输入异常检测、选择判断、同步判断、输出异常检测；满足控制启动条件的数据进行控制逻辑计算，将计算过程中产生的中间数据进行存储，将控制命令下发至广域阻尼控制执行装置，从而对电力系统进行广域阻尼控制。本发明的目的是使广域阻尼控制系统更加可靠、灵活以及实用。
Description
技术领域
本发明属于电力系统稳定控制技术领域，尤其涉及一种广域阻尼控制实时数据处理方法。
背景技术
随着区间电网的互联，电网规模不断扩大，当区域电网间的电气联系较弱时，系统发生故障或者扰动后，区间的低频振荡模式会被激发，并叠加在整个系统的动态过程中，传播到全网，引起全网的振荡，威胁电网安全，弱阻尼的低频振荡同时会限制区间联络线的传输功率。
传统的局部稳定控制措施多为电力系统稳定器PSS，在某一特定的运行方式下抑制低频振荡的效果较好，但由于受可观性和反馈信号的局限，在抑制大电网区间动态振荡方面的作用有限。国家电网公司在其制定的《电力系统实时动态监测系统技术规范》(试行)中更是明确要求“将同步相量技术与安全稳定控制结合起来，在实时稳定评估的基础上，实现预防控制，提高系统的稳定性和传输容量”。已有的研究结果表明，基于PMU即同步相量测量装置构建的广域阻尼控制系统，由于能采用对区间动态振荡模式最具可观性的广域信息作为反馈量，将控制作用施加到可控性最佳的控制装置上，并采用优化的自适应控制规律，能大大提高电网的动态稳定性和区间送电容量。
在已建成的基于PMU的广域阻尼控制系统中，只能接收配置过的PMU数据，当PMU的配置数据发生变化后，无法自动适应变化，只能够重启装置。对于数据的预处理工作不严密，会造成广域阻尼控制装置的误动。对广域阻尼控制装置受控装置的监视不全面，会造成广域阻尼控制装置的拒动。
发明内容
本发明的目的是使广域阻尼控制系统更加可靠、灵活以及实用。本发明提供的一种广域阻尼控制实时数据处理方法。
本发明具体采用以下技术方案：
一种广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：根据PMU和执行装置上送的数据进行预处理，将预处理后的数据保存至实时数据库并进行断面对齐，对满足控制启动条件的数据进行控制逻辑计算，从而对电力系统进行广域阻尼控制。
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)各PMU将配置2帧以及数据帧上送到广域阻尼控制装置；其中，所述配置2帧描述子站根据主站要求，上传数据的名称、数量、转换系数等；
(2)各执行装置将自身的工作状态及模拟量输出、回测结果上送到广域阻尼控制装置，其中，所述自身的工作状态包括执行装置进入受控状态、执行装置退出受控状态、执行装置进入等待受控状态、执行装置退出等待受控状态；所述模拟量输出是指广域阻尼控制装置的控制命令；所述回测结果是指在广域阻尼控制装置的输出回路配备独立的内部回测跟踪电路，同步采样广域阻尼控制装置的模拟量实际输出值；
(3)广域阻尼控制装置将步骤(1)、(2)的数据进行预处理，判断数据包是否完整，CRC校验码是否正确，数据的时标是否正确；
(4)将处理后的数据进行断面对齐，保存到实时数据库，断面厚度为FT秒；其中，断面是指在同一时标下的电力系统内的数据，断面对齐是指将实时库中多时标断面的数据按照时标进行提取；
(5)广域阻尼控制装置控制启动进程从步骤(4)中的实时数据库中按照最新断面时间取出数据；
(6)对从步骤(5)中取出的数据进行控制逻辑启动条件检测，如果不符合控制逻辑启动的条件，返回步骤(5)，对广域阻尼控制装置进行闭锁；如果符合控制逻辑启动条件，则进入步骤(7)；
(7)对步骤(6)中满足控制启动条件的数据进行控制逻辑计算，将计算过程中产生的中间数据发送给存储进程，将计算结果直接写入实时数据库，并根据所述计算结果生成控制命令发送给广域阻尼控制装置，其中，中间数据是指将计算过程的控制逻辑分解之后，数据在经过相应控制逻辑的输入与输出值；
(8)广域阻尼控制执行装置根据步骤(7)下发的控制命令对电力系统进行广域阻尼控制，同时将执行装置输出的模拟量控制信号写入至实时数据库；
(9)存储进程将步骤(5)中取出的实时数据库数据、步骤(7)中发送给存储进程的中间数据以及步骤(8)中的模拟量控制信号数据进行解析，即按照PMU的时标将(5)和(7)、步骤(8)的数据按照数据包的格式解析，然后统一保存在广域阻尼控制装置的临时内存中，再根据最新的断面时间将临时内存中的数据保存保存到本地的历史数据文件夹中，提供电网故障参数、曲线的查看、分析。
本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提出的方法能够对PMU配置变化进行自适应，不需要人工修改，提高了广域阻尼控制的灵活性；对实时数据进行预处理以及判断是否满足控制逻辑启动条件，提高了广域阻尼控制的可靠性；对PMU上送数据、执行装置上送数据以及控制中间变量进行存储，方便用户调用分析，提高了广域阻尼控制的实用性。
附图说明
图1是本发明提供的一种广域阻尼控制实时数据处理方法实施流程图。
具体实施方式
如图1所示，为该发明的具体实施流程。根据说明书附图1并结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细表述：
1、各同步相量测量装置PMU将配置2帧，以及数据帧(所述数据帧是否包括电网节点的功率、相角等)上送到广域阻尼控制装置，其中所述配置2帧在电力系统中具有通用含义，华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约，做了如下定义：配置帧2(CFG-2)：描述子站根据主站要求，上传数据的名称、数量、转换系数等。首先根据广域阻尼控制装置配置文件检测是否是广域阻尼控制所需要的PMU数据，如果是，则将PMU的配置与本地保存的配置对比，如果不是，则放弃数据。如果PMU发送的配置与本地保存的配置一致，则说明PMU配置没有变化，可以按照本地保存的配置对数据帧进行解析；如果不一致，则说明PMU配置发生了变化，将最新的PMU配置保存到本地再进行解析。PMU的配置2帧只在前置程序首次启动以及通道超时(本发明设置为5秒)时才发送给广域阻尼控制前置程序。
2、各执行装置将自身的工作状态及模拟量输出、回测结果等实时上传广域阻尼控制装置，便于有效监测广域阻尼控制执行装置工作状态，及时调整控制策略，其中，所述自身的工作状态包括执行装置进入受控状态、执行装置退出受控状态、执行装置进入等待受控状态、执行装置退出等待受控状态；所述模拟量输出是指广域阻尼控制装置的控制命令；所述回测结果是指在广域阻尼控制装置的输出回路配备独立的内部回测跟踪电路，同步采样广域阻尼控制装置的模拟量实际输出值。
3、广域阻尼控制装置将步骤1、2的实时数据进行数据预处理，通过解析数据帧中质量码对时标异常以及数据丢包进行统计，对时标异常以及丢包统计进行告警以及日志记录。对数据帧中的CRC进行校验，校验不通过的数据认为不可用。预处理是指判断数据包是否完整，CRC校验码是否正确，数据的时标是否正确。数据预处理只针对步骤1、2的所有数据。
4、开辟一块共享内存，将经过步骤3处理的数据进行断面对齐，保存到实时数据库，断面厚度为FT秒(本发明FT优选为4秒)。其中，断面是指在同一时标下的电力系统内的数据，断面对齐是指将实时库中多时标断面的数据按照时标进行提取，FT建议取值为4～6秒。
5、控制启动进程从步骤4中的实时数据库中按照最新断面时间取出数据。
6、对从步骤5中取出的数据进行控制逻辑启动条件检测，如果不符合控制逻辑启动的条件，对广域阻尼控制装置进行闭锁；如果符合控制逻辑启动条件，则进入步骤7；
对从步骤5中取出的数据进行控制逻辑启动条件检测，主要包括广域阻尼控制装置的输入异常检测、选择判断、同步判断；当PMU采集的输入功率的标幺值大于某一门槛值(本发明门槛设为100)时，认为输入异常，放弃本次计算，返回步骤5。
选择判断是指从一个区域电网中选择具有代表性的电压相角来代表本区域电网的电压相角，所述具有代表性的电压相角选择线路或者母线的电压相角，同一区域可以配置多个电压相角，实现互备。如果所配置的电压相角有多个在有效范围(本发明设置为额定电压的-10％～10％)内，则本区域电网的电压相角取多个有效电压相角的平均值；如果所配置的电压相角只有一个在有效范围内，则本区域的电压相角取此有效电压相角的值。如果所配置的电压相角都不在有限范围内，则认为此电压相角无效，放弃本次计算，执行步骤5；
同步判断是指根据所选择的区域电网电压相角，互相校验区域电网是否解网运行。如果两个区域电网之间的相角差大于同步判断门槛值(本发明设置为30゜)，认为区域电网之间解网运行，放弃本次计算，执行步骤5。
当输入异常或者电压相角无效或者判断同步判断区域电网解网运行时，则认为从步骤5中取出的数据不符合控制逻辑启动的条件，闭锁所有广域阻尼控制装置的输出，同时向控制子站下发闭锁命令。，闭锁所有广域阻尼控制装置的输出，同时向控制子站下发闭锁命令。控制子站收到命令后至少闭锁T秒(建议T值取值范围为60～120秒，本发明T取90秒)，即当收到最后一帧闭锁命令后，再过T秒后，控制子站才能恢复正常。当控制子站恢复正常之后，主站下发的控制命令才能被执行。7、将步骤6中满足控制启动条件的数据送入控制主逻辑计算，计算过程中产生的中间数据发送给存储进程。中间数据主要包括：控制器输入、输出、隔直环节前的输入，隔直环节后的输出，移相环节前的输入、移相环节后的输出、限幅环节前的输入、限幅环节后输出、移相、增益、限幅。
(8)广域阻尼控制执行装置根据步骤(7)下发的控制命令对电力系统进行广域阻尼控制，同时将执行装置输出的模拟量控制信号写入至实时数据库；
(9)存储进程将步骤(5)中取出的实时数据库数据、步骤(7)中发送给存储进程的中间数据以及步骤(8)中的模拟量控制信号数据进行解析，即按照PMU的时标将(5)和(7)、步骤(8)的数据按照数据包的格式解析，然后统一保存在广域阻尼控制装置的临时内存中，再根据最新的断面时间将临时内存中的数据保存保存到本地的历史数据文件夹中，提供电网故障参数、曲线的查看、分析。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)各PMU将配置2帧以及数据帧上送到广域阻尼控制装置；其中，所述配置2帧描述子站根据主站要求，上传数据的名称、数量、转换系数；
(2)各执行装置将自身的工作状态及模拟量输出、回测结果上送到广域阻尼控制装置，其中，所述自身的工作状态包括执行装置进入受控状态、执行装置退出受控状态、执行装置进入等待受控状态、执行装置退出等待受控状态；所述模拟量输出是指广域阻尼控制装置的控制命令；所述回测结果是指在广域阻尼控制装置的输出回路配备独立的内部回测跟踪电路，同步采样广域阻尼控制装置的模拟量实际输出值；
(3)广域阻尼控制装置将步骤(1)、(2)的数据进行预处理，判断数据包是否完整，CRC校验码是否正确，数据的时标是否正确；
(4)将处理后的数据进行断面对齐，保存到实时数据库，断面厚度为FT秒；其中，断面是指在同一时标下的电力系统内的数据，断面对齐是指将实时库中多时标断面的数据按照时标进行提取；
(5)广域阻尼控制装置控制启动进程从步骤(4)中的实时数据库中按照最新断面时间取出数据；
(6)对从步骤(5)中取出的数据进行控制逻辑启动条件检测，如果不符合控制逻辑启动的条件，对广域阻尼控制装置进行闭锁；如果符合控制逻辑启动条件，则进入步骤(7)；
(7)对步骤(6)中满足控制启动条件的数据进行控制逻辑计算，将计算过程中产生的中间数据发送给存储进程，将计算结果直接写入实时数据库，并根据所述计算结果生成控制命令发送给广域阻尼控制装置，其中，中间数据是指将计算过程的控制逻辑分解之后，数据在经过相应控制逻辑的输入与输出值；
(8)广域阻尼控制执行装置根据步骤(7)下发的控制命令对电力系统进行广域阻尼控制，同时将执行装置输出的模拟量控制信号写入至实时数据库；
(9)存储进程将步骤(5)中取出的实时数据库数据、步骤(7)中发送给存储进程的中间数据以及步骤(8)中的模拟量控制信号数据进行解析，即按照PMU的时标将(5)和(7)、步骤(8)的数据按照数据包的格式解析，然后统一保存在广域阻尼控制装置的临时内存中，再根据最新的断面时间将临时内存中的数据保存到本地的历史数据文件夹中，提供电网故障参数、曲线的查看、分析。
2.根据权利要求1所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
在所述步骤(4)中，断面厚度FT为4～6秒。
3.根据权利要求1所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
在步骤(6)中，所述控制逻辑启动条件检测包括广域阻尼控制装置的输入异常检测、选择判断、同步判断；
当PMU采集的输入功率的标幺值大于预设门槛值时，认为输入异常，放弃本次计算，返回步骤(5)；
选择判断是指从一个区域中选择具有代表性的电压相角来代表本区域电网的电压相角，如果所选择的电压相角都不在有效范围内，则认为此电压相角无效，放弃本次计算，执行步骤(5)；
同步判断是指根据所选择的区域电网电压相角，互相校验区域电网是否解网运行，如果两个区域电网之间的相角差大于同步判断门槛值，认为区域电网之间解网运行，放弃本次计算，执行步骤(5)。
4.根据权利要求3所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
当输入异常或者电压相角无效或者判断同步判断区域电网解网运行时，则认为从步骤(5)中取出的数据不符合控制逻辑启动的条件，闭锁所有广域阻尼控制装置的输出，同时向控制子站下发闭锁命令。
5.根据权利要求4所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
广域阻尼控制装置的输出的闭锁时间为60～120秒，控制子站收到命令后至少闭锁60～120秒后，控制子站才能恢复正常，当控制子站恢复正常之后，广域阻尼控制装置下发的控制命令才能被执行。
6.根据权利要求5所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
广域阻尼控制装置的输出的闭锁时间为90秒。
7.根据权利要求3所述的广域阻尼控制实时数据处理方法，其特征在于：
在输入异常检测中，所述预设门槛值100；
所选择电压相的有效范围是指为额定电压的-10％～10％内；
所述同步判断门槛值为30゜。
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