CN106602571B - 基于计算机监控系统的自动电压控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其特征在于：该方法利用如下装置实现：设备主机、前端数据采集设备、监控系统采集数据通信服务器、操作员站、监控系统控制服务器和励磁调节器，操作员站连接设备主机，设备主机连接、监控系统采集数据通信服务器和监控系统控制服务器，监控系统采集数据通信服务器连接前端数据采集设备，监控系统控制服务器连接励磁调节器；其具有调节迅速，超调量小，调节曲线平滑等特点。

Description

基于计算机监控系统的自动电压控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法。
背景技术
压是电力系统电能质量的重要指标之一，自动电压无功控制简称AVC是发电厂自动控制中必不可少的重要控制功能。实现智能AVC对保障电能质量，提高输电效率，降低网损，实现稳定运行和经济运行具有长远的意义。但是目前还未见类似的方法。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其特征在于：该方法利用如下装置实现：设备主机、前端数据采集设备、监控系统采集数据通信服务器、操作员站、监控系统控制服务器和励磁调节器，操作员站连接设备主机，设备主机连接、监控系统采集数据通信服务器和监控系统控制服务器，监控系统采集数据通信服务器连接前端数据采集设备，监控系统控制服务器连接励磁调节器；具体方法如下：
(一)、控制参数：
PID参数：用于控制原理的计算，再调试期计算和设置，运行人员不允许修改；
步长参数：调节数率快慢的系数；
电压上下限：设置控制电压的控制范围，电压超出控制范围，AVC自动停止工作；
无功上下限：设置目标无功功率的上下限；
电压死区：实际电压与目标电压的差值在死区范围内认为达到调节目标；
电压调整目标值：给定目标电压；
全厂AVC投入：控制AVC功能是否投入；
远方现地给定：选择给定目标电压的数据源；
线路选择：选择控制电压作用与哪条母线；
机组AVC投入：选择该机组是否参与AVC调节；
机组AVC闭环：选择计算数据是否发送到励磁调节器，进行实际操作；
(二)、数据采集量
母线实际电压、机组出口开关状态、机组运行状态、机组出力、机组事故量；
(三)、控制流程
(1)如电厂投入AVC，则进行以下计算；
(2)接收数据采集量，判断机组状态；
(3)接收给定电压目标值；
(4)结合母线实际电压，判断是否需要进行AVC调节，如实际电压超过调节范围或实际电压与目标电压差值在死区则不进行调节；
(5)如电厂投入AVC，则根据参数估算出应调节的无功功率全站目标值；计算方法下：
●计算系统阻抗
Vlast：前一次计算系统阻抗时母线电压；
Qlast：前一次计算系统阻抗时母线总无功；
Vnow：本次计算系统阻抗时母线电压；
Qnow：本次计算系统阻抗时母线总无功；
●估算全厂总无功功率
Qtarget:目标无功；
Vtarget：目标母线电压；
(6)根据各机组的运行状态和AVC投入情况，计算分配给各机组的无功功率目标值；计算方法如下：
QmΣ:待分配总无功功率：
Pi：参加分配的第i台机组的当前有功功率；
参加分配机组的当前有功总和；
Qi：分配到第i台参加AVC控制的机组的无功功率目标值；
(7)根据各机组开闭环设置，确定是否将无功功率目标值发送给监控系统；
(8)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压进入调节死区，重新计算目标电压减少负荷波动，计算方法见步骤5；
(9)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压超调，重新计算目标电压减少负荷波动，计算方法见步骤5。
优点效果：本发明提供一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，本申请的自动电压调节方法，摒弃了传统的AVC控制系统所采用的独立信号采集系统，和脉冲式励磁控制的传统调节方式，将AVC控制设备与计算机监控系统有机的相结合，以监控系统控制数据为基础，采用现代计算机算法理论精确计算出电压调节所需要的无功目标值。具有调节迅速，超调量小，调节曲线平滑等特点。
附图说明
图1为本发明的硬件结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，该方法利用如下装置实现：设备主机、前端数据采集设备、监控系统采集数据通信服务器、操作员站、监控系统控制服务器和励磁调节器，操作员站连接设备主机，设备主机连接、监控系统采集数据通信服务器和监控系统控制服务器，监控系统采集数据通信服务器连接前端数据采集设备，监控系统控制服务器连接励磁调节器；数据采集设备可以采用传感器。
设备主机：主要用于计算和存储AVC控制相关参数，是本控制系统的核心设备。
前端数据采集设备：本系统与监控系统共用其数据采集器，不需要额外增加设备。主要采集数据包括：母线电流、电压，机组出力、机组运行状态、影响控制的机组事故量、主要开关状态等。
监控系统数据通信服务器：主要用于与前端数据采集设备进行通信将不同的前端采集数据进行二次处理，将统一格式处理后的数据提供给设备主机。
操作员站:主要用于人机交互，将控制相关数据呈现给操作员，并用于控制参数的输入。
监控系统控制服务器：接收设备主机输出的无功控制目标值，结合机组实际运行情况，有效的调节机组出力。具体结构见图1。
励磁控制器：执行无功调节命令。
自动电压控制具体方法如下：
(一)、控制参数：
PID参数：用于控制原理的计算，再调试期计算和设置，运行人员不允许修改；
步长参数：调节数率快慢的系数；
电压上下限：设置控制电压的控制范围，电压超出控制范围，AVC自动停止工作；
无功上下限：设置目标无功功率的上下限；
电压死区：实际电压与目标电压的差值在死区范围内认为达到调节目标；
电压调整目标值：给定目标电压。
全厂AVC投入：控制AVC功能是否投入。
远方现地给定：选择给定目标电压的数据源。
线路选择：选择控制电压作用与哪条母线。
机组AVC投入：选择该机组是否参与AVC调节。
机组AVC闭环：选择计算数据是否发送到励磁调节器，进行实际操作。
(二)、数据采集量
母线实际电压、机组出口开关状态、机组运行状态、机组出力、机组事故量。
(三)、控制流程
(1)如电厂投入AVC，则进行以下计算；
(2)接收数据采集量，判断机组状态。
(3)接收给定电压目标值。
(4)结合母线实际电压，判断是否需要进行AVC调节，如实际电压超过调节范围或实际电压与目标电压差值在死区因则不进行调节。
(5)如电厂投入AVC，则根据参数估算出应调节的无功功率全站目标值；计算方法下：
●计算系统阻抗
Vlast：前一次计算系统阻抗时母线电压；
Qlast：前一次计算系统阻抗时母线总无功；
Vnow：本次计算系统阻抗时母线电压；
Qnow：本次计算系统阻抗时母线总无功；
●估算全厂总无功功率
Qtarget:目标无功；
Vtarget：目标母线电压；
(6)根据各机组的运行状态和AVC投入情况，计算分配给各机组的无功功率目标值；计算方法如下：
Qm∑:待分配总无功功率：
Pi：参加分配的第i台机组的当前有功功率；
参加分配机组的当前有功总和；
Qi：分配到第i台参加AVC控制的机组的无功功率目标值。
(7)根据各机组开闭环设置，确定是否将无功功率目标值发送给监控系统。
(8)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压进入调节死区，重新计算目标电压减少负荷波动。计算方法见步骤5
(9)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压超调，重新计算目标电压减少负荷波动。计算方法见步骤5。

Claims (3)

1.一种基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其特征在于：该方法利用如下装置实现：设备主机、前端数据采集设备、监控系统采集数据通信服务器、操作员站、监控系统控制服务器和励磁调节器，操作员站连接设备主机，设备主机连接监控系统采集数据通信服务器和监控系统控制服务器，监控系统采集数据通信服务器连接前端数据采集设备，监控系统控制服务器连接励磁调节器；具体方法如下：
(一)、控制参数：
PID参数：用于控制原理的计算，在调试期计算和设置，运行人员不允许修改；
步长参数：调节数率快慢的系数；
电压上下限：设置控制电压的控制范围，电压超出控制范围，AVC自动停止工作；
无功上下限：设置目标无功功率的上下限；
电压死区：实际电压与目标电压的差值在死区范围内认为达到调节目标；
电压调整目标值：给定目标电压；
全厂AVC投入：控制AVC功能是否投入；
远方现地给定：选择给定目标电压的数据源；
线路选择：选择控制电压作用于哪条母线；
机组AVC投入：选择该机组是否参与AVC调节；
机组AVC闭环：选择计算数据是否发送到励磁调节器，进行实际操作；
(二)、数据采集量
母线实际电压、机组出口开关状态、机组运行状态、机组出力、机组事故量；
(三)、控制流程
(1)如电厂投入AVC，则进行以下计算；
(2)接收数据采集量，判断机组状态；
(3)接收给定电压目标值；
(4)结合母线实际电压，判断是否需要进行AVC调节，如实际电压超过调节范围或实际电压与目标电压差值在死区则不进行调节；
(5)如电厂投入AVC，则根据参数估算出应调节的无功功率全站目标值；
(6)根据各机组的运行状态和AVC投入情况，计算分配给各机组的无功功率目标值；
(7)根据各机组开闭环设置，确定是否将无功功率目标值发送给监控系统；
(8)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压进入调节死区，重新计算目标电压减少负荷波动，计算方法见步骤(5)；
(9)在调节过程中时刻监视系统实际电压，一旦实际电压超调，重新计算目标电压减少负荷波动，计算方法见步骤(5)。
2.根据权利要求1所述的基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其特征在于：(5)步骤中的计算方法下：
·计算系统阻抗
Vlast：前一次计算系统阻抗时母线电压；
Qlast：前一次计算系统阻抗时母线总无功；
Vnow：本次计算系统阻抗时母线电压；
Qnow：本次计算系统阻抗时母线总无功；
·估算全厂总无功功率
Qtarget:目标无功；
Vtarget：目标母线电压。
3.根据权利要求1或2所述的基于计算机监控系统的自动电压控制方法，其特征在于：
(6)步骤中的计算方法如下：
Qm∑:待分配总无功功率：
Pi：参加分配的第i台机组的当前有功功率；
参加分配机组的当前有功总和；
Qi：分配到第i台参加AVC控制的机组的无功功率目标值；
n为参加控制的发电机组台数。
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巨型水电站孤岛试验期间AVC电压波动的解决;孙振;《水电自动化与大坝监测》;20150420;第39卷(第2期);第75-79页

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