CN105552922B - 一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，包括以下步骤：S1、建立北斗卫星传输通道，其包括北斗指挥终端和北斗用户终端；S2、北斗指挥终端从AVC主站获取下行通信内容，下行通信内容包括AVC主站实时下发的电压目标指令值以及对应的北斗用户终端的ID标识，并根据ID标识将电压目标指令值发送到北斗用户终端；S3、AVC子站根据从北斗用户终端获得的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节。本发明中，通过北斗卫星传输通道进行AVC主站下发控制指令的传输，且由北斗指挥终端和北斗用户终端进行加密解密，有利于避免编码规则的泄漏，提高数据传输的安全性。

Description

一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法及 系统
技术领域
本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法及系统。
背景技术
随着调度自动化的不断发展以及用户对电能质量要求的逐步提高，自动电压控制技术已在电网得到了广泛而深入的应用，厂站侧自动电压控制系统也应运而生，并取得了良好的经济效益和社会效益。随着统调电厂自动电压控制系统的逐步投入并网运行，为了进一步加强对电网无功功率流动和电压管控技术水平，进一步提高供电的电能质量以及电网的安全经济运行水平，因而对调度数据网未覆盖到的非统调电厂的自动电压控制技术的研究和应用就成了日益迫切的需求。
非统调电厂主要是指小水电、自备电厂、生物质能电厂以及分布式风力发电场和光伏发电站等。其主要特征是大多数地理位置比较偏远,点多面广且位置分散，没有专用调度数据网，调度端的自电压控制系统实时指令与站内运行数据和运行状态无法进行下发和上送。而架设或敷设专用的电力载波通道或专用光纤通道，由于非统调电厂的分布特征和地域特征的制约，不但投资成本大、建设周期长，而且也不现实、不可行。而对于采用GPRS或CDMA无线通信方式，由于受到基站信号覆盖的限制和公网信息传输安全性的威胁，也不可行。因而，目前非统调电厂与调度之间普遍存在缺乏信息传输通道这样的问题，造成非统调电厂的自动电压控制系统无法实施。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法及系统。
本发明提出的一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，包括以下步骤：
S1、建立北斗卫星传输通道，其包括北斗指挥终端和北斗用户终端；
S2、北斗指挥终端从AVC主站获取下行通信内容，下行通信内容包括AVC主站实时下发的电压目标指令值以及对应的北斗用户终端的ID标识，并根据ID标识将电压目标指令值发送到北斗用户终端；
S3、AVC子站根据从北斗用户终端获得的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节；
S4、北斗用户终端从AVC子站获取上行通信内容，上行通信内容包括AVC子站采集的厂站侧电压信息和对应的北斗指挥终端的ID标识，并根据ID标识，将厂站侧电压信息发送给北斗指挥终端；
S5、AVC主站从北斗指挥终端获取厂站侧电压信息，并根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值。
优选地，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
优选地，步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、北斗指挥终端从AVC主站实时获取下行通信内容，并对下行通信内容进行加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号；
S22、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至北斗用户终端；
S23、北斗用户终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC子站。
优选地，步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、AVC子站根据电压目标指令值与当前母线电压之间的差值，判断调节目标是否收敛；
S32、如果已经收敛，则结束调节控制；如果未收敛，则通过并网点的电压无功灵敏度，实时计算全场目标无功，再根据无功协调分配策略，计算出各可控机组的目标无功；
S33、通过机组机端的电压无功灵敏度对本轮控制结果进行状态预估，并根据状态预估的结果对机组的控制目标进行安全校正后，获得各可控机组的安全控制目标；
S34、将安全控制目标输出至各可控机组的励磁控制单元进行目标控制,然后返回步骤S31。
优选地，步骤S4具体包括以下分步骤：
S41、北斗用户终端从AVC子站获取上行通信内容，并对上行通信内容进行加密后通过北斗卫星发送至地面中心站作为入站信号；
S42、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至北斗指挥终端；
S43、北斗指挥终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC主站。
优选地，北斗卫星传输通道为双工通信通道。
一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制系统，包括：主站端、北斗卫星传输通道和AVC子站；
北斗卫星传输通道包括北斗用户终端、北斗卫星系统和北斗指挥终端；北斗卫星传输通道的通信方式为：发送方首先将包含接收方ID标识和通信内容的通信申请信号加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号；地面中心站对入站信号进行处理后发送至地面网管中心；地面网管中心接收到处理后的入站信号经过解密和再加密后发送至地面中心站作为出站信号；地面中心站将出站信号经过北斗卫星广播至接收方；接收方对出站信号进行解密后发送出去；发送方为北斗指挥终端或者北斗用户终端，接收方为北斗用户终端或北斗指挥终端；
主站端包括AVC主站和北斗主站信息管理平台；AVC子站获取厂站侧电压信息，AVC子站将厂站侧电压信息与对应的北斗指挥终端ID标识发送给北斗用户终端，北斗主站信息管理平台通过北斗卫星传输通道获得厂站侧电压信息并处理后传输给AVC主站；AVC主站根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值，北斗主站信息管理平台根据电压目标指令值生成通信内容，并将通信内容与对应的北斗用户终端的ID标识发送给北斗指挥终端以通过北斗卫星传输通道与AVC子站通信；AVC子站根据接收到的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节。
优选地，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
本发明中，通过北斗卫星传输通道进行AVC主站下发控制指令的传输，且由北斗指挥终端和北斗用户终端进行加密解密，有利于避免编码规则的泄漏，提高数据传输的安全性。且，在北斗指挥终端和北斗用户终端之间再对数据进行一个加密方式变更，进一步降低了加密方式被破解的可能。
北斗卫星传输通道特有的双向报文通信能力非常适合大范围应用于通信不发达地区监控数据的采集和传输，其通信过程采用加密传输，确保了信息安全性。因而采用北斗卫星传输通道作为非统调电厂与调度主站之间的通信通道，是一种安全、经济、有效的途径，可以解决目前非统调电厂与调度之间普遍存在的缺乏信息传输通道的问题，为非统调电厂实现自动电压控制系统提供了必要条件。
利用北斗卫星传输通道的双向报文通信功能，以及通信过程加密机制的特性，将北斗卫星传输通道作为一种新型的信息传输通道应用于非统调电厂的自动电压控制系统，既实现了非统调电厂和调度主站之间的数据传输，又确保了信息传输的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法流程图；
图2为本发明提出的一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制系统结构图；
图3为北斗卫星传输通道示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，包括以下步骤：
S1、建立北斗卫星传输通道，其包括北斗指挥终端和北斗用户终端。北斗指挥终端和北斗用户终端通过北斗卫星通信，北斗卫星传输通道为双工通信通道。
S21、北斗指挥终端从AVC主站实时获取下行通信内容，并对下行通信内容进行加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号。下行通信内容包括AVC主站实时下发的电压目标指令值以及对应的北斗用户终端的ID标识。
S22、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至ID标识对应的北斗用户终端。
S23、北斗用户终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC子站。
本实施方式中，通过北斗卫星传输通道进行AVC主站下发控制指令的传输，且由北斗指挥终端和北斗用户终端进行加密解密，有利于避免编码规则的泄漏，提高数据传输的安全性。且，在北斗指挥终端和北斗用户终端之间再对数据进行一个加密方式变更，进一步降低了加密方式被破解的可能。
S31、AVC子站根据电压目标指令值与当前母线电压之间的差值，判断调节目标是否收敛。
S32、如果已经收敛，则结束调节控制；如果未收敛，则通过并网点的电压无功灵敏度，实时计算电网的全场目标无功，再根据无功协调分配策略，计算出各可控机组的目标无功。
S33、通过机组机端的电压无功灵敏度对本轮控制结果进行状态预估，并根据状态预估的结果对机组的控制目标进行安全校正后，获得各可控机组的安全控制目标。
S34、将安全控制目标输出至各可控机组的励磁控制单元进行目标控制,然后返回步骤S31。
本实施方式中，AVC子站根据AVC主站下发的电压目标指令值对各可控机组的目标无功进行分配，调整精度高效可靠。
S41、北斗用户终端从AVC子站获取上行通信内容，并对上行通信内容进行加密后通过北斗卫星发送至地面中心站作为入站信号。上行通信内容包括AVC子站采集的厂站侧电压信息和对应的北斗指挥终端的ID标识
S42、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至北斗指挥终端。
S43、北斗指挥终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC主站。
本实施方式中，通过北斗卫星传输通道进行AVC子站采集信息的传输，且由北斗用户终端和北斗指挥终端进行加密解密，有利于避免编码规则的泄漏，提高数据传输的安全性。且，在北斗指挥终端和北斗用户终端之间再对数据进行一个加密方式变更，进一步降低了加密方式被破解的可能。
S5、AVC主站从北斗指挥终端获取厂站侧电压信息，并根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值。具体地，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
AVC主站根据AVC子站上传的信息对于厂站侧电压进行分析，从而生成电压目标指令值反用于对厂站侧电压进行调节，有利于电网实施调节控制，保证电网工作的可靠性。
以下结合一种具体的系统对以上方法做进一步说明。
本发明提供的一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制系统，包括：主站端、北斗卫星传输通道和AVC子站。
北斗卫星传输通道包括北斗用户终端、北斗卫星系统和北斗指挥终端。北斗卫星传输通道的通信方式为：发送方首先将包含接收方ID标识和通信内容的通信申请信号加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号；地面中心站对入站信号进行处理后发送至地面网管中心；地面网管中心接收到处理后的入站信号经过解密和再加密后发送至地面中心站作为出站信号；地面中心站将出站信号经过北斗卫星广播至接收方；接收方对出站信号进行解密后发送出去。发送方为北斗指挥终端或者北斗用户终端，接收方为北斗用户终端或北斗指挥终端。
主站端包括AVC主站和北斗主站信息管理平台。结合上述方法，当发送方为北斗指挥终端，接收方为北斗用户终端时：通信内容为电压目标指令值，通信申请信号为下行通信内容；当发送方为北斗用户终端，接收方为北斗指挥终端时：通信内容为AVC子站采集的厂站侧电压信息，通信申请信号为上行通信内容。
AVC主站获取厂站侧电压信息，AVC子站将厂站侧电压信息与对应的北斗指挥终端ID标识发送给北斗用户终端，北斗主站信息管理平台通过北斗卫星传输通道获得厂站侧电压信息并处理后传输给AVC主站；AVC主站根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值，北斗主站信息管理平台根据电压目标指令值生成通信内容，并将通信内容与对应的北斗用户终端的ID标识发送给北斗指挥终端以通过北斗卫星传输通道与AVC子站通信；AVC子站根据接收到的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节。本实施方式中，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
本实施方式中，AVC主站可通过电力以太网交换机与北斗主站信息管理平台通信，北斗主站信息管理平台与北斗卫星指挥终端通过RS485总线通信，AVC子站可通过RS485总线或者以太网与可控机组通信。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立北斗卫星传输通道，其包括北斗指挥终端和北斗用户终端；
S2、北斗指挥终端从AVC主站获取下行通信内容，下行通信内容包括AVC主站实时下发的电压目标指令值以及对应的北斗用户终端的ID标识，并根据ID标识将电压目标指令值发送到北斗用户终端；
S3、AVC子站根据从北斗用户终端获得的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节；
S4、北斗用户终端从AVC子站获取上行通信内容，上行通信内容包括AVC子站采集的厂站侧电压信息和对应的北斗指挥终端的ID标识，并根据ID标识，将厂站侧电压信息发送给北斗指挥终端；
S5、AVC主站从北斗指挥终端获取厂站侧电压信息，并根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值；
且步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、北斗指挥终端从AVC主站实时获取下行通信内容，并对下行通信内容进行加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号；
S22、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至北斗用户终端；
S23、北斗用户终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC子站。
2.如权利要求1所述的基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，其特征在于，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
3.如权利要求1所述的基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、AVC子站根据电压目标指令值与当前母线电压之间的差值，判断调节目标是否收敛；
S32、如果已经收敛，则结束调节控制；如果未收敛，则通过并网点的电压无功灵敏度，实时计算全场目标无功，再根据无功协调分配策略，计算出各可控机组的目标无功；
S33、通过机组机端的电压无功灵敏度对本轮控制结果进行状态预估，并根据状态预估的结果对机组的控制目标进行安全校正后，获得各可控机组的安全控制目标；
S34、将安全控制目标输出至各可控机组的励磁控制单元进行目标控制,然后返回步骤S31。
4.如权利要求1所述的基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下分步骤：
S41、北斗用户终端从AVC子站获取上行通信内容，并对上行通信内容进行加密后通过北斗卫星发送至地面中心站作为入站信号；
S42、入站信号经解密再加密后转变为出站信号通过北斗卫星广播至北斗指挥终端；
S43、北斗指挥终端对出站信号进行解密后生成通信报文并发送给AVC主站。
5.如权利要求1所述的基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制方法，其特征在于，北斗卫星传输通道为双工通信通道。
6.一种基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制系统，其特征在于，包括：主站端、北斗卫星传输通道和AVC子站；
北斗卫星传输通道包括北斗用户终端、北斗卫星系统和北斗指挥终端；北斗卫星传输通道的通信方式为：发送方首先将包含接收方ID标识和通信内容的通信申请信号加密后通过北斗卫星转发至地面中心站作为入站信号；地面中心站对入站信号进行处理后发送至地面网管中心；地面网管中心接收到处理后的入站信号经过解密和再加密后发送至地面中心站作为出站信号；地面中心站将出站信号经过北斗卫星广播至接收方；接收方对出站信号进行解密后发送出去；发送方为北斗指挥终端或者北斗用户终端，接收方为北斗用户终端或北斗指挥终端；
主站端包括AVC主站和北斗主站信息管理平台；AVC子站获取厂站侧电压信息，AVC子站将厂站侧电压信息与对应的北斗指挥终端ID标识发送给北斗用户终端，北斗主站信息管理平台通过北斗卫星传输通道获得厂站侧电压信息并处理后传输给AVC主站；AVC主站根据厂站侧电压信息生成电压目标指令值，北斗主站信息管理平台根据电压目标指令值生成通信内容，并将通信内容与对应的北斗用户终端的ID标识发送给北斗指挥终端以通过北斗卫星传输通道与AVC子站通信；AVC子站根据接收到的电压目标指令值对厂站侧母线电压和可控机组进行调节。
7.如权利要求6所述的基于北斗卫星通信的非统调电厂自动电压控制系统，其特征在于，AVC主站根据地区电网的电压无功安全、经济运行最优目标，以及无功分层分区就地平衡原则生成厂站侧并网点控制母线的电压目标指令值。
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