CN105759702B - 一种直流电网实证系统的监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流电网实证系统的监控方法及系统，所述方法包括：对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制。本发明提供的方法能够对直流电网中各站点数据监控，协调整合系统内多种运行模式，并实现全自动的模式运行。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电监控领域，具体涉及一种直流电网实证系统的监控方法及系统。
背景技术
随着直流分布式电源的发展、直流用电负荷比例的增高、储能设备使用的增多及敏感负荷对供电质量要求的提高，采用直流方式组织电源、储能、负载及监控设备构成的小型直流电网已经成为供用电领域的一种重要模式，直流电网的监控技术也越来越受到重视。
目前我国对交流电网系统的监控技术研究已经取得很多成果，各种SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)电力监控系统在电力行业得以应用，比较常用的有ON3000、D5000等。
相比于交流系统，我国直流电网的监控技术研究主要集中在点对点直流输电技术上和多端直流输电技术上，对直流电网输电技术研究还较少，尤其是小型多电压等级多端口的直流电网的监控系统研究还是刚刚起步。主要是受限于已经成为传统的交流监控技术规范，直流系统监控目前还没有相关规范出台，不同大小的直流系统采用的监控技术与规范也不尽相同，因此没有现实可靠的参考依据。
另外，直流系统中不同的电压等级的直流线路需要依赖DC/DC变换器来互联。因此，直流系统中电压等级越多、需要协调控制的DC/DC变换器就越多，所涉及的控制模式就越多、控制就越复杂。
传统的SCADA电力监控系统如ON3000以及其他一些基于组态开发的SCADA系统，由于硬件架设成本以及平台限制等原因，缺少对整个系统内多个运行模式快速整合以及全自动脚本监控运行的功能，并不建议在运行模式经常变更的小型的多电压等级多端口直流电网实证系统中推广使用，因此需要一种适用于小型多电压等级多端口直流电网实证系统监控系统的监控系统平台。
发明内容
本发明提供一种直流电网实证系统的监控方法及系统，其目的是能够对直流电网中各站点数据监控，协调整合系统内多种运行模式，并实现全自动的模式运行。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种直流电网实证系统的监控方法，其改进之处在于，包括：
对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制。
优选的，所述将所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级，包括：
将所述直流电网实证系统中设备组合为独立运行的控制区；
若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；
若所述控制区包括功率输入口或功率输出口或者所述控制区不包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级。
优选的，所述控制区中设备包括其自身对应的自动运行脚本，其中，每个所述控制区中设备对应的自动运行脚本为所述控制区中设备的一个运行方式。
优选的，所述控制区对应的运行模式为能够被所述直流电网实证系统识别的所述控制区中设备的自动运行脚本的顺序指令集合。
优选的，所述根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制，包括：
根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
一种直流电网实证系统的监控系统，其改进之处在于，包括：
分区模块、组合模块和控制模块，所述控制模块分别连接所述分区模块和组合模块；
所述分区模块，用于对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
所述组合模块，用于将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
所述控制模块，用于根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制。
优选的，所述分区模块包括：
分区单元，用于将所述直流电网实证系统中设备组合为独立运行的控制区；
其中，若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；若所述控制区包括功率输入口或功率输出口或者所述控制区不包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级。
优选的，所述控制模块包括：
控制单元，用于根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种直流电网实证系统的监控方法及系统，将多条直流线路在直流侧互联形成直流电网实证系统，实现对整个直流电网实证系统中各个站点进行监控，并根据直流电网的特性，将直流电网分成多个不同控制优先级的控制区域，每个区域设置多个模式运行控制脚本，通过模式运行控制脚本完成对整个直流电网实证系统内多个控制区域内多运行模式的快速组合以及自动运行，具备灵活的控制手段和丰富的运行监控方式，实现直流电网的统一协调自动控制，提高了直流电网实证系统试验的灵活性，降低人为操作的失误。
附图说明
图1是本发明一种直流电网实证系统的监控方法的流程图；
图2是本发明提供的实施例中小型多端口直流电网实证系统拓扑图；
图3是本发明提供的实施例中直流电网实证系统的分区结构示意图；
图4是本发明提供的实施例中直流电网实证系统的控制结构示意图；
图5是本发明一种直流电网实证系统的监控系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种直流电网实证系统的监控方法，如图1所示，包括步骤：
101.对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
102.将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
103.根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制。
具体的，所述直流电网实证系统为小型多端口的直流电网实证系统，例如，如图2所示，所述小型多端口多电压等级直电网实证系统包括VSC1换流站、LCC1换流站、LCC2换流站、DC/DC1变换器、DC/DC2变换器、DC/DC3变换器、DC/DC4变换器、DC/DC5变换器、DC/DC6变换器、DC/DC7变换器；其中，VSC1换流站连接第一交流电网，LCC1换流站连接第二交流电网，LCC2换流站连接第三交流电网；第一新能源发电基地连接DC/DC5变换器的输入端，DC/DC5变换器的输出端与DC/DC4变换器的第一输入端相连；第二新能源发电基地连接DC/DC6变换器的输入端，DC/DC6变换器的输出端与DC/DC4变换器的第二输入端相连；DC/DC4变换器的第一输出端与DC/DC2变换器的输入端相连；DC/DC4变换器站的第二输出端与DC/DC7变换器的输入端相连；第一母线一端连有DC/DC2变换器，另一端连有VSC1换流站；第二母线一端连有DC/DC2变换器，另一端连有DC/DC1换流站；DC/DC7变换器的输出端连接DC/DC3变换器的输入端；DC/DC3变换器的输出端连接LCC1换流站和LCC2换流站。
进一步的，所述步骤101包括：
将所述直流电网实证系统中设备组合为M个独立运行的控制区，其中，M为根据实际情况人工设定的正整数；所述独立运行的控制区指的是不依赖该区域外的其他设备即可运行的区域；
若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；
若所述控制区包括功率输入口或功率输出口或者所述控制区不包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级。
例如，如图3所示，将所述直流电网实证系统分为4个控制区，分别为区域1、区域2、区域3和区域4，其中，直流电网系统中部分设备组合的区域不具备功率输入口或功率输出口或两者都不具备，需要其他区域提供电压，即提供功率输入口或功率输出口，但该区域内设备的运行模式又比较多，也可以将该区域划分为一个控制区域。区域1包括功率输入口和功率输出口，则区域1的优先级最高，区域1向区域2提供电压，区域2向区域3提供电压，区域3向区域4提供电压，则区域1控制优先级〉区域2控制优先级〉区域3控制优先级〉区域4控制优先级。
其中，所述控制区中设备包括N个自动运行脚本，其中，N为正整数，每个自动运行脚本对应所述控制区中设备的一个运行方式。
所述控制区对应的运行模式为能够被所述直流电网实证系统识别的所述控制区中设备的自动运行脚本的顺序指令集合。
例如：如图4所示，所述控制区对应的运行模式的数量为均为4，分别包括：模式一、模式二、模式三和模式四；
所述步骤103包括：
根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
本发明提供一种实施例，如图2所示，以直流电网实证系统举例说明：实证系统中有两个控制区域。其中控制区1中的设备启动优先级大于控制区2中的设备。控制区域1内设备包含VSC1，LCC1，LCC2，DC/DC1，4个设备。控制区域2内设备包含DC/DC2，DC/DC7，DC/DC4，DC/DC5，DC/DC6，5个设备。
区域1中VSC1、DC/DC1、DC/DC3、LCC1、LCC2可以组成一个独立运行的网络区域，区域1中运行模式不依赖区域2中DC/DC2、DC/DC7、DC/DC4、DC/DC5、DC/DC6而能够稳定的运行，并且3个交流电网充当整个系统功率的出口和入口，故将区域1划分为一个控制区域。
其中，区域1的运行模式由区域1中各设备的自动运行脚本组成，包括：
(1)VSC1以电压1为值控制直流侧电压自动运行脚本→LCC1以电压3为值控制直流侧电压自动运行脚本→LCC2控制直流侧电流自动运行脚本→DC/DC3控制上端功率自动运行脚本→DC/DC1控制输出侧电流自动运行脚本。
(2)LCC1以电压3为值控制直流侧电压自动运行脚本→LCC2控制直流侧电流、DC/DC3以电压2为值控制上端电压自动运行脚本→VSC1控制直流侧功率自动运行脚本→DC/DC1控制输出侧电流自动运行脚本。
区域2存在功率输入口，即两个新能源发电风机，但是缺少功率输出口，如需要运行，前提必须给DC/DC2和DC/DC7提供电压1和电压2，让功率从DC/DC2和DC/DC7左端输出，故区域2运行的前提是区域1已经稳定运行并能够提供电压1和电压2。控制区域2在控制区域1后面，故控制区域2的控制优先级小于控制区域1的控制优先级。
区域2中DC/DC2和DC/DC7控制母线电压4，为DC/DC4提供电压4，DC/DC5和DC/DC6分别控制母线电压7和母线电压8，而DC/DC4在控制区域2中具有3种不同的自动运行脚本：
DC/DC4平均分配左侧两个端口功率自动运行脚本；
DC/DC4控制左侧两个端口其中一个端口电流自动运行脚本；
DC/DC4控制左侧两个端口其中一个端口功率自动运行脚本。
从DC/DC4中任一挑选一种自动运行脚本与DC/DC2、DC/DC7、DC/DC5、DC/DC6的运行脚本组合起来，一共有3种运行模式。这3种模式都需要在区域1稳定运行后才能运行，包括：
(1)、单入双出
DC/DC2控制右输出端电压自动运行脚本→DC/DC7控制右输出端电压→DC/DC4工作模式自动运行脚本(任意一个)→DC/DC5(或DC/DC6)控制右侧端口电压自动运行脚本；实现DC/DC4的单入双出。
(2)、双入单出
DC/DC2(或DC/DC7)控制右输出端电压自动运行脚本→DC/DC4工作模式自动运行脚本(任意一个)→DC/DC5控制右侧端口电压自动运行脚本→DC/DC6控制右侧端口电压自动运行脚本；实现DC/DC4的双入单出。
(3)、单入单出
DC/DC2(或DC/DC7)控制右输出端电压自动运行脚本→DC/DC4工作模式自动运行脚本(任意一个)→DC/DC5(或DC/DC6)控制右侧端口电压自动运行脚本；实现DC/DC4的单入单出。
(4)、双入双出
DC/DC2控制右输出端电压自动运行脚本→DC/DC7控制右输出端电压自动运行脚本→DC/DC4工作模式自动运行脚本(任意一个)→DC/DC5控制右侧端口电压自动运行脚本→DC/DC6控制右侧端口电压自动运行脚本；实现DC/DC4的双入双出。
整个系统运行时。首先在控制区域1的模式选择界面选择一个模式运行控制脚本，之后进入控制区域2模式选择界面选择一个模式运行控制脚本，系统将选择的模式控制脚本连接起来，按照该流程模式一步一步的执行。
本发明提供的一种直流电网实证系统的监控系统，如图5所示，所述系统包括：分区模块、组合模块和控制模块，所述控制模块分别连接所述分区模块和组合模块；
所述分区模块，用于对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
所述组合模块，用于将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
所述控制模块，用于根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制。
具体的，所述分区模块包括：
分区单元，用于将所述直流电网实证系统中设备组合为M个独立运行的控制区，其中，M为根据实际情况人工设定的正整数，所述控制区包括功率输入口和/或功率输出口；
其中，若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；若所述控制区包括功率输入口或功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级。
所述控制模块包括：
控制单元，用于根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种直流电网实证系统的监控方法，其特征在于，所述方法包括：
对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制；
所述将所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级，包括：
将所述直流电网实证系统中设备组合为独立运行的控制区；
若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；
若所述控制区包括功率输入口或功率输出口或者所述控制区不包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级；
所述根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制，包括：
根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制区中设备包括其自身对应的自动运行脚本，其中，每个所述控制区中设备对应的自动运行脚本为所述控制区中设备的一个运行方式。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制区对应的运行模式为能够被所述直流电网实证系统识别的所述控制区中设备的自动运行脚本的顺序指令集合。
4.一种直流电网实证系统的监控系统，其特征在于，所述系统包括：分区模块、组合模块和控制模块，所述控制模块分别连接所述分区模块和组合模块；
所述分区模块，用于对所述直流电网实证系统进行分区，并设置控制区的优先级；
所述组合模块，用于将所述控制区中设备的自动运行脚本组合为所述控制区对应的运行模式；
所述控制模块，用于根据所述控制区的优先级和运行模式对所述直流电网实证系统进行控制；
所述分区模块包括：
分区单元，用于将所述直流电网实证系统中设备组合为独立运行的控制区；
其中，若所述控制区包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区的优先级最高；若所述控制区包括功率输入口或功率输出口或者所述控制区不包括功率输入口和功率输出口，则所述控制区优先级小于为其提供电压的控制区的优先级；
所述控制模块包括：
控制单元，用于根据所述直流电网实证系统中全部控制区的优先级进行排序，依次执行所述直流电网实证系统中控制区对应的运行模式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |