CN104199347B - 一种基于wams多facts协调控制的实时控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述系统包括依次通信连接的控制管理层、控制传输层和执行层；所述控制传输层包括前置机和协调控制服务器；所述执行层包括与所述前置机传输连接的电力系统同步相量测量装置和与所述协调控制服务器传输连接的FACTS装置；在所述协调控制服务器与FACTS装置间设有通信连接的协调控制服务器通信系统和FACTS装置通信系统。该系统实现协调控制服务器与FACTS装置之间、FACTS装置内部的实时通信，满足目前的多FACTS协调控制对FACTS装置响应速度的要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种FACTS协调控制的实时控制系统，更具体涉及一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统。
背景技术：
在我国，随着电力系统的快速发展及电力技术的不断革新，灵活交流输电(Flexible AC Transmission System，FACTS)技术也逐渐被广泛应用在电网中。FACTS装置能对局部电网运行状态进行快速、频繁、连续控制。将多个FACTS装置结合起来进行协调控制，则能够改善整个电网或电网中的一个区域的运行状态，从而达到控制目标全局优化、控制效果大幅提升的目的。同时，随着FACTS装置的大量应用，国外发现多种FACTS装置相互影响现象。近年来，国内外学者刚刚开始研究多FACTS设备的相互影响机理，并尝试基于广域同步测量系统(Wide Area Measurement System，WAMS)技术来实现多FACTS的协调控制。基于WAMS的多FACTS协调控制可以避免不同FACTS装置之间的不利影响，同时在更大范围改善系统潮流分布、提高系统稳定水平。在实际工程中发现，虽然FACTS装置本身具有快速可靠的调节特性，但是目前的FACTS装置与协调控制服务器的通信方式采用非实时通信，对于基于WAMS的协调控制响应速度较慢，常常会造成不确定的响应延时，导致实现协调控制目标的过程缓慢或协调控制的最终效果不理想，从而降低了基于WAMS的多FACTS协调控制的可靠性。对此，随着我国电网的进一步发展及智能电网的建设，该领域的需求极为紧迫，现需要提出一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，以解决上述问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，该系统实现协调控制服务器与FACTS装置之间、FACTS装置内部的实时通信，满足目前的多FACTS协调控制对FACTS装置响应速度的要求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述系统包括依次通信连接的控制管理层、控制传输层和执行层；所述控制传输层包括前置机和协调控制服务器；所述执行层包括与所述前置机传输连接的电力系统同步相量测量装置和与所述协调控制服务器传输连接的FACTS装置；在所述协调控制服务器与FACTS装置间设有通信连接的协调控制服务器通信系统和FACTS装置通信系统。
本发明提供的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述协调控制服务器通信系统包括服务器侧状态信息通信系统和服务器侧协调控制命令通信系统；所述FACTS装置通信系统包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的FACTS装置侧状态通信系统和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置侧协调控制命令通信系统。
本发明提供的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述服务器侧状态信息通信系统将所述协调控制服务器内的状态信息发送给所述FACTS装置通信系统；所述服务器侧协调控制命令通信系统将所述协调控制服务器内的协调控制命令发送给所述FACTS装置通信系统；所述FACTS装置侧状态通信系统接收来自所述协调控制服务器侧状态信息通信系统的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统接收来自所述服务器侧协调控制命令通信系统的协调控制命令。
本发明提供的另一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述协调控制服务器包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的状态信息接收单元和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的服务器协调控制命令发送单元。
本发明提供的再一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述FACTS装置包括与所述FACTS装置侧状态通信系统通信连接的FACTS装置状态信息发送单元和与所述FACTS装置侧的协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置协调控制命令接收单元。
本发明提供的又一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述系统的控制方式包括全通道高速点对点传输方式和状态信息通道网络传输方式。
本发明提供的又一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述全通道高速点对点传输方式为：所述服务器侧状态信息通信系统接收FACTS装置的状态信息，并将状态信息直接发送至直接用于协调控制策略中的所述服务器状态信息接收单元；所述服务器侧协调控制命令通信系统用于接收所述服务器协调控制命令发送单元发送直接来自协调控制策略中的协调控制命令。
本发明提供的又一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述状态信息通道网络传输方式为：所述FACTS装置侧状态通信系统用于直接接收所述FACTS装置状态信息发送单元，并发送FACTS装置的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统用于接收协调控制命令，并将协调控制命令直接发送至直接用于协调控制的所述FACTS装置协调控制命令接收单元。
本发明提供的又一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述高速点对点传输方式包括高速单向点对点传输方式和高速双向点对点传输方式；所述单向点对点传输的速度最快；所述高速点对点传输的传输速度与基本的硬件通信速率有关，根据不同工程对于实时性的要求，选择不同的传输方式以及配置不同的硬件通信速率。
本发明提供的又一优选的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述控制管理层包括广域测量系统WAMS服务器、人机工作站和GPS装置；所述广域测量系统WAMS服务器负责数据处理、数据存储和告警管理；所述人机工作站负责数据展示，以曲线图、相量图、三维图、系统图或主接线图形式表现WAMS系统测量、分析计算和控制结果；所述GPS装置负责提供全网统一时钟源。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明的系统响应速度快，提高了协调控制可靠性；
2、本发明的系统结构简单，实用性好，工程应用效果理想；
3、本发明的系统技术基于成熟的高速点对点传输和网络结构传输，易实现；
4、本发明实现协调控制目标的过程短，简化基于WAMS的多FACTS协调控制策略，具有较好的应用前景；
5、本发明系统实现协调控制服务器与FACTS装置之间、FACTS装置内部的实时通信，满足目前的多FACTS协调控制对FACTS装置响应速度的要求；
6、本发明我国电网的进一步发展及智能电网的建设奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的系统的采用高速点对点传输方式的全通道图；
图2为本发明的系统的采用网络传输方式的状态信息通道图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1-2所示，本例的发明基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述系统包括依次通信连接的控制管理层、控制传输层和执行层；所述控制传输层包括前置机和协调控制服务器；所述执行层包括与所述前置机传输连接的电力系统同步相量测量装置和与所述协调控制服务器传输连接的FACTS装置；在所述协调控制服务器与FACTS装置间设有通信连接的协调控制服务器通信系统和FACTS装置通信系统。所述协调控制服务器通信系统负责将协调控制服务器内的协调控制命令发送出去，必要时接收来自FACTS装置的状态信息；所述FACTS装置通信系统，负责接收来自协调控制服务器的协调控制命令，必要时需将FACTS装置的状态信息发送出去。
所述协调控制服务器通信系统包括服务器侧状态信息通信系统和服务器侧协调控制命令通信系统；所述FACTS装置通信系统包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的FACTS装置侧状态通信系统和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置侧协调控制命令通信系统。
所述服务器侧状态信息通信系统将所述协调控制服务器内的状态信息发送给所述FACTS装置通信系统；所述服务器侧协调控制命令通信系统将所述协调控制服务器内的协调控制命令发送给所述FACTS装置通信系统；所述FACTS装置侧状态通信系统接收来自所述协调控制服务器侧状态信息通信系统的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统接收来自所述服务器侧协调控制命令通信系统的协调控制命令。
所述协调控制服务器包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的状态信息接收单元和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的服务器协调控制命令发送单元。
所述FACTS装置包括与所述FACTS装置侧状态通信系统通信连接的FACTS装置状态信息发送单元和与所述FACTS装置侧的协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置协调控制命令接收单元。
所述系统的控制方式包括全通道高速点对点传输方式和状态信息通道网络传输方式。
所述全通道高速点对点传输方式为：所述服务器侧状态信息通信系统接收FACTS装置的状态信息，并将状态信息直接发送至直接用于协调控制策略中的所述服务器状态信息接收单元；所述服务器侧协调控制命令通信系统用于接收所述服务器协调控制命令发送单元发送直接来自协调控制策略中的协调控制命令。该方式分别由协调控制服务器和FACTS装置发出后，无需经过中间环节，可以直接被相应的FACTS装置和协调控制服务器内的模块直接接收。
所述状态信息通道网络传输方式为：所述FACTS装置侧状态通信系统用于直接接收所述FACTS装置状态信息发送单元，并发送FACTS装置的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统用于接收协调控制命令，并将协调控制命令直接发送至直接用于协调控制的所述FACTS装置协调控制命令接收单元。该方式由协调控制服务器发出后，需经过中间网络环节，统一或依此有序的被FACTS装置内的协调控制模块接收。
所述高速点对点传输方式包括高速单向点对点传输方式和高速双向点对点传输方式；所述单向点对点传输的速度最快。
而无论是高速点对点传输还是高度点对点传输，传输速度与基本的硬件通信速率有关，根据不同工程对于实时性的要求，选择不同的传输方式以及配置不同的硬件通信速率。高速点对点传输中，由于总线上不会被其他数据占用或干扰，协调控制命令不仅可以直接高速传输，还不会出现数据的“堵塞”和“滞留”现象，提高数据传输速率的同时也提高了数据的可靠性。为了使协调控制命令快速下发至FACTS装置中，协调控制命令通信通道均采用高速点对点传输，目的是使协调控制命令由协调控制服务器发出后，可以直接被相应的FACTS装置内的协调控制模块直接接收。
在基于WAMS的多FACTS协调控制系统中，不同的协调控制策略对FACTS装置状态信息的实时性需求不同，对于状态信息实时性要求较高的工程，可以选择附图1中的高速点对点传输方案；对于状态信息实时性要求较低的工程，可以采用附图2中的网络结构传输方式。
所述控制管理层包括广域测量系统WAMS服务器、人机工作站和GPS装置；所述广域测量系统WAMS服务器负责数据处理、数据存储和告警管理；所述人机工作站负责数据展示，以曲线图、相量图、三维图、系统图或主接线图形式表现WAMS系统测量、分析计算和控制结果；所述GPS装置负责提供全网统一时钟源。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，所述系统包括依次通信连接的控制管理层、控制传输层和执行层；所述控制传输层包括前置机和协调控制服务器；所述执行层包括与所述前置机传输连接的电力系统同步相量测量装置和与所述协调控制服务器传输连接的FACTS装置；其特征在于：在所述协调控制服务器与FACTS装置间设有通信连接的协调控制服务器通信系统和FACTS装置通信系统；
所述协调控制服务器通信系统包括服务器侧状态信息通信系统和服务器侧协调控制命令通信系统；所述FACTS装置通信系统包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的FACTS装置侧状态通信系统和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置侧协调控制命令通信系统。
2.如权利要求1所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述服务器侧状态信息通信系统将所述协调控制服务器内的状态信息发送给所述FACTS装置通信系统；所述服务器侧协调控制命令通信系统将所述协调控制服务器内的协调控制命令发送给所述FACTS装置通信系统；所述FACTS装置侧状态通信系统接收来自所述协调控制服务器侧状态信息通信系统的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统接收来自所述服务器侧协调控制命令通信系统的协调控制命令。
3.如权利要求2所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述协调控制服务器包括与所述服务器侧状态信息通信系统通信连接的状态信息接收单元和与所述服务器侧协调控制命令通信系统通信连接的服务器协调控制命令发送单元。
4.如权利要求3所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述FACTS装置包括与所述FACTS装置侧状态通信系统通信连接的FACTS装置状态信息发送单元和与所述FACTS装置侧的协调控制命令通信系统通信连接的FACTS装置协调控制命令接收单元。
5.如权利要求4所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述系统的控制方式包括全通道高速点对点传输方式和状态信息通道网络传输方式。
6.如权利要求5所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述全通道高速点对点传输方式为：所述服务器侧状态信息通信系统接收FACTS装置的状态信息，并将状态信息直接发送至直接用于协调控制策略中的所述服务器状态信息接收单元；所述服务器侧协调控制命令通信系统用于接收所述服务器协调控制命令发送单元发送直接来自协调控制策略中的协调控制命令。
7.如权利要求5所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述状态信息通道网络传输方式为：所述FACTS装置侧状态通信系统用于直接接收所述FACTS装置状态信息发送单元，并发送FACTS装置的状态信息；所述FACTS装置侧协调控制命令通信系统用于接收协调控制命令，并将协调控制命令直接发送至直接用于协调控制的所述FACTS装置协调控制命令接收单元。
8.如权利要求5或6所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述高速点对点传输方式包括高速单向点对点传输方式和高速双向点对点传输方式；所述单向点对点传输的速度最快；所述高速点对点传输的传输速度与基本的硬件通信速率有关，根据不同工程对于实时性的要求，选择不同的传输方式以及配置不同的硬件通信速率。
9.如权利要求l所述的一种基于WAMS多FACTS协调控制的实时控制系统，其特征在于：所述控制管理层包括广域测量系统WAMS服务器、人机工作站和GPS装置；所述广域测量系统WAMS服务器负责数据处理、数据存储和告警管理；所述人机工作站负责数据展示，以曲线图、相量图、三维图、系统图或主接线图形式表现WAMS系统测量、分析计算和控制结果；所述GPS装置负责提供全网统一时钟源。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
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