CN110544948A - 一种双重化配置的statcom控制保护系统及其调度监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双重化配置的STATCOM控制保护系统及其调度监控方法，双重化配置的STATCOM控制保护系统包括主、备STATCOM控制保护设备、就地交换设备、通讯转接终端、规约转换器、网络交换设备、主站端远动设备以及备站端远动设备，主、备STATCOM控制保护设备同时通过就地交换设备、通讯转接终端、规约转换器、接入网络交换设备，主站端远动设备、备站端远动设备分别与接入网络交换设备以及调度监控端。本发明能够实现遥调指令的同步下达给主、备STATCOM控制保护设备，主、备STATCOM控制保护设备切换就不会造成功率扰动，确保双重化配置的STATCOM控制保护系统安全稳定运行水平。
Description
技术领域
本发明涉及大容量静止同步发生器STATCOM技术领域，具体涉及一种双重化配置的STATCOM控制保护系统及其调度监控方法。
背景技术
特高压直流输电系统对送受端电网交流电压的坚强性要求高，为减少特高压直流换相失败及由此可能带来的安全稳定问题，特高压直流送受端均会配置大容量的暂态无功补偿设备。新一代调相机和大容量静止无功补偿器STATCOM均具有强大的暂态无功支持能力，在系统电压跌落时，可分别通过快速调节励磁电流和调制比瞬时释放大量无功，在系统扰动或瞬时性接地故障消失后帮助系统电压快速恢复，减少直流换相失败。目前国内部分省份的做法是特高压换流站配置调相机、近区薄弱电网配置适量大容量STATCOM，协同合作，提升系统安全稳定运行水平。
静止无功补偿器(STATCOM)是新型无功补偿设备，相比同步调相机、静电电容器、静止补偿器(SVC)等设备，STATCOM 调节速度更快、运行范围更宽，是提高系统暂态电压稳定性、改善系统动态性能的一大利器。STATCOM采用模块化多电平变流技术，通过一定数量的H桥子模块级联实现大容量无功支撑。每个H桥子模块至少由四个绝缘栅双极型晶体管IGBT和4个相应的反并联二极管以及一个直流电容C组成，为提高STATCOM的过流能力，每个桥臂可采用两个IGBT并联。各子模块均采用PWM整流技术，共调制信号波，但调制波以相同的角度依次错开，形成多电平。改变调制比，即可改变STATCOM的无功输出。
大容量STATCOM的控制保护设备采用双重化配置，但多采用扩建形式安装，与变电站原有监控系统存在一定的不适应性，调度监控端只有STATCOM对象，要调控两个控制保护设备，存在一定的难度，也一定程度上影响了相关工程的调试进度。双重化的控制保护设备在控制功能采用主备模式，即正常运行时一主一备，主要控制功能由主用系统实现，当主用系统故障时自动切换至备用系统继续运行。但是如果调度的指令无法同时下达给两个控制保护设备，在控制保护设备切换后，升主用后的控制保护设备功率指令值可能与原主用系统不同，由此将造成系统的功率扰动。虽然稳态下STATCOM输出的无功功率较小，但仍在一定程度上制约着系统的安全稳定运行水平。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种双重化配置的STATCOM控制保护系统及其调度监控方法，本发明能够实现遥调指令的同步下达给主、备STATCOM控制保护设备，主备STATCOM控制保护设备切换就不会造成功率扰动，确保双重化配置的STATCOM控制保护系统安全稳定运行水平。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种双重化配置的STATCOM控制保护系统，包括主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备、就地交换设备、通讯转接终端、规约转换器、网络交换设备、主站端远动设备以及备站端远动设备，所述主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备同时通过就地交换设备、通讯转接终端、规约转换器、接入网络交换设备，所述主站端远动设备、备站端远动设备分别与接入网络交换设备以及调度监控端。
可选地，所述就地交换设备上还连接有就地监控屏、水冷控制柜。
可选地，所述网络交换设备上还连接有站内监控后台。
本发明提供一种前述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，包括通讯转接终端处理调度监控端下发的遥调指令的步骤，该步骤包括：通讯转接终端接收调度监控端下发的遥调指令；通讯转接终端将遥调指令生成两路意义相同、且满足微秒级同步性的遥调指令，并通过就地交换设备分别下达给主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备。
可选地，还包括通讯转接终端处理遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：通讯转接终端接收主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备上传的遥测和遥信量，且将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端。
可选地，所述将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端具体是指将主STATCOM控制保护设备的全部遥测和遥信量通过网络交换设备、主站端远动设备上传至调度监控端，将备STATCOM控制保护设备的全部遥测和遥信量通过网络交换设备、备站端远动设备上传至调度监控端。
可选地，所述将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端之后还包括调度监控端采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：接收主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的遥测和遥信量状态信息，并在同一界面显示主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的遥测和遥信量状态信息，同时对主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警。
可选地，所述采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤之前，还包括对现有调度监控端进行改造的步骤，详细步骤包括：
S1）修改调度监控端的遥测遥信点表，使其具备同时接收主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的遥测和遥信量状态信息的功能；
S2）增加调度监控端的遥测遥信画面显示，在同一界面显示主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的遥测和遥信量状态信息；
S3）在调度监控端增加数据分析功能，对主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警；并在调度监控端增加告警光字牌以及时反映主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备的状态不一致告警。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明在站内的规约转换器与就地交换设备（STATCOM就地交换机）之间增加一个通讯转接终端，通讯转接终端主要具备两个功能：一是可以将调度监控端下发的一路遥调指令同步分成两路意义相同的指令后，经就地交换设备分别下达给主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备；二是可以将主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备上送的两路遥测和遥信量汇集，然后合并成一路遥测和遥信量上送给调度监控端。这样调度监控端的遥调指令将同时下达给主STATCOM控制保护设备、备STATCOM控制保护设备，即主、备STATCOM控制保护设备在遥调指令上同步，主备切换就不会造成功率扰动。但同时调度监控端应该进行遥测遥信点和监控画面的改动，虽然只有一个对象，但是应同时监视两个控制保护设备，否则备用系统故障无法及时处理，可能使系统处于只带一套控制保护设备运行的不利局面。此外，调度监控端采集了两套STATCOM控制保护设备的状态信息后，可以进行高级应用开发，通过两套控制保护设备的状态对比，在二者遥测偏差较大或遥信不一致时自动告警，提醒运维人员及时处理。
附图说明
图1为本发明双重化配置的STATCOM控制保护系统的拓扑结构示意图。
图例说明：1、主STATCOM控制保护设备；2、备STATCOM控制保护设备；3、就地交换设备；31、就地监控屏；32、水冷控制柜；4、通讯转接终端；5、规约转换器；6、网络交换设备；61、站内监控后台；7、主站端远动设备；8、备站端远动设备。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种双重化配置的STATCOM控制保护系统，包括主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2、就地交换设备3、通讯转接终端4、规约转换器5、网络交换设备6、主站端远动设备7以及备站端远动设备8，主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2同时通过就地交换设备3、通讯转接终端4、规约转换器5、接入网络交换设备6，主站端远动设备7、备站端远动设备8分别与接入网络交换设备6以及调度监控端。本实施例中在站内的规约转换器5与就地交换设备3（本实施例中为就地交换机）之间增加一个通讯转接终端4，通讯转接终端4主要具备两个功能：一是可以将调度监控端下发的一路遥调指令同步分成两路意义相同的指令后，经就地交换设备3分别下达给主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2；二是可以将主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2上送的两路遥测和遥信量汇集，然后合并成一路遥测和遥信量上送给调度监控端。这样调度监控端的遥调指令将同时下达给主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2，即主、备控制保护设备在遥调指令上同步，主备切换就不会造成功率扰动。但同时调度监控端应该进行遥测遥信点和监控画面的改动，虽然只有一个对象，但是应同时监视两个控制保护设备，否则备用系统故障无法及时处理，可能使系统处于只带一套控制保护设备运行的不利局面。此外，调度监控端采集了两套STATCOM控制保护设备的状态信息后，可以进行高级应用开发，通过两套控制保护设备的状态对比，在二者遥测偏差较大或遥信不一致时自动告警，提醒运维人员及时处理。
如图1所示，本实施例中就地交换设备3上还连接有就地监控屏31、水冷控制柜32。
如图1所示，本实施例中网络交换设备6上还连接有站内监控后台61。
此外，本实施例提供一种前述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，包括通讯转接终端4处理调度监控端下发的遥调指令的步骤，该步骤包括：通讯转接终端4接收调度监控端下发的遥调指令；通讯转接终端4将遥调指令生成两路意义相同、且满足微秒级同步性的遥调指令（为提高控制保护切换后的系统连续性），并通过就地交换设备3分别下达给主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2。
本实施例中，还包括通讯转接终端4处理遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：通讯转接终端4接收主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2上传的遥测和遥信量，且将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端。
本实施例中，将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端具体是指将主STATCOM控制保护设备1的全部遥测和遥信量通过网络交换设备6、主站端远动设备7上传至调度监控端，将备STATCOM控制保护设备2的全部遥测和遥信量通过网络交换设备6、备站端远动设备8上传至调度监控端。
本实施例中，将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端之后还包括调度监控端采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：接收主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的遥测和遥信量状态信息，并在同一界面显示主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的遥测和遥信量状态信息，同时对主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警。
本实施例中，采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤之前，还包括对现有调度监控端进行改造的步骤，详细步骤包括：
S1）修改调度监控端的遥测遥信点表，使其具备同时接收主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的遥测和遥信量状态信息的功能；
S2）增加调度监控端的遥测遥信画面显示，在同一界面显示主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的遥测和遥信量状态信息；
S3）在调度监控端增加数据分析功能，对主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警；并在调度监控端增加告警光字牌以及时反映主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2的状态不一致告警。
经过改造后，调度监控端仍然只要一个STATCOM对象，控制信号仍然只有一个，只是监视内容同时包含主STATCOM控制保护设备1、备STATCOM控制保护设备2两个STATCOM控制保护设备；经过改造后，站端STATCOM控制保护设备可实现无人值守，调度监控端发现告警及时通知运维人员去现场检查，必要时通知检修人员到场处理。
综上所述，为提高大容量STATCOM系统的运行可靠性，本实施例中将STATCOM控制保护设备采用双重化配置；同时从充分利用STATCOM稳态无功调节能力的角度出发，大容量STATCOM将被纳入系统电压自动控制系统AVC，在低比例的稳态无功运行范围内，参与电网电压调节。但调度监控端（以及站内监控后台）只有一个STATCOM对象，难以实现同时与站内两个STATCOM控制保护设备通讯交互，由此将大概率因调度监控端和就地控制指令不一致而导致控制保护设备切换后STATCOM出现较大扰动，影响STATCOM及系统的安全稳定运行。为此，本发明提出了一种大容量双重化配置的STATCOM控制保护系统与调度监控后台并行通讯方案，通过引入规约转换器，实现调度监控端下行指令的同步分发及变电站端遥测遥信信号的合并上送，实现调度监控端同步控制双套STATCOM控制保护设备的同时，有效降低所加规约转换器的性能需求，是提高STATCOM及系统安全稳定运行水平的有效举措。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种双重化配置的STATCOM控制保护系统，其特征在于，包括主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）、就地交换设备（3）、通讯转接终端（4）、规约转换器（5）、网络交换设备（6）、主站端远动设备（7）以及备站端远动设备（8），所述主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）同时通过就地交换设备（3）、通讯转接终端（4）、规约转换器（5）、接入网络交换设备（6），所述主站端远动设备（7）、备站端远动设备（8）分别与接入网络交换设备（6）以及调度监控端。
2.根据权利要求1所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统，其特征在于，所述就地交换设备（3）上还连接有就地监控屏（31）、水冷控制柜（32）。
3.根据权利要求1所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统，其特征在于，所述网络交换设备（6）上还连接有站内监控后台（61）。
4.一种权利要求1～3中任意一项所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，其特征在于，包括通讯转接终端（4）处理调度监控端下发的遥调指令的步骤，该步骤包括：通讯转接终端（4）接收调度监控端下发的遥调指令；通讯转接终端（4）将遥调指令生成两路意义相同、且满足微秒级同步性的遥调指令，并通过就地交换设备（3）分别下达给主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）。
5.根据权利要求4所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，其特征在于，还包括通讯转接终端（4）处理遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：通讯转接终端（4）接收主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）上传的遥测和遥信量，且将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端。
6.根据权利要求5所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，其特征在于，所述将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端具体是指将主STATCOM控制保护设备（1）的全部遥测和遥信量通过网络交换设备（6）、主站端远动设备（7）上传至调度监控端，将备STATCOM控制保护设备（2）的全部遥测和遥信量通过网络交换设备（6）、备站端远动设备（8）上传至调度监控端。
7.根据权利要求5所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，其特征在于，所述将收到的全部遥测和遥信量上传至调度监控端之后还包括调度监控端采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤，该步骤包括：接收主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的遥测和遥信量状态信息，并在同一界面显示主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的遥测和遥信量状态信息，同时对主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警。
8.根据权利要求7所述的双重化配置的STATCOM控制保护系统的调度监控方法，其特征在于，所述采用双重显示全部遥测和遥信量的步骤之前，还包括对现有调度监控端进行改造的步骤，详细步骤包括：
S1）修改调度监控端的遥测遥信点表，使其具备同时接收主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的遥测和遥信量状态信息的功能；
S2）增加调度监控端的遥测遥信画面显示，在同一界面显示主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的遥测和遥信量状态信息；
S3）在调度监控端增加数据分析功能，对主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的状态信息进行实时对比，在二者遥信不一致或遥测相差到一定值时发出告警；并在调度监控端增加告警光字牌以及时反映主STATCOM控制保护设备（1）、备STATCOM控制保护设备（2）的状态不一致告警。
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