CN110635489A - 一种自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质，包括无功设备控制信息智能关联、控制前电容器和断路器的拓扑校验以及遥控点号的存储和控制前的校验，该方法、系统及存储介质能够对控制遥控点进行校验，避免由于前置点号变化造成误控及电网事故。

Description

一种自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质

技术领域

本发明属于智能电网领域，涉及一种自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质。

背景技术

智能电网调度控制系统是适应调度大运行的需求，从时间、空间、业务等多个维度，实现电网调度生产各环节的全景监视、智能告警、综合预警和协调控制，全面支撑调度业务；实现能源资源大范围优化调度和灵活调控，实现多级调度业务的上下联动和协调运作，支撑电网安全稳定运行；实现满足复杂约束条件的大规模、多目标、多时段、安全经济一体化的调度计划自动优化编制以及稳态、动态、暂态全方位安全稳定校核，支撑国、网、省三级联动的调度计划编制和安全校核功能。服务于特高压大电网安全、优质、经济运行，实现分布式一体化的系统支撑、多维协调的安全防御、精细优化的调度计划和规范高效的调度管理，全面提升调度系统的在线化、精细化、一体化和实用化水平。

智能电网调度控制系统应以先进适用技术为支撑，以统一规范和标准为基础，以标准化建设为着力点，以统一设计、分步实施为原则开展建设。智能电网调度控制系统四类应用建立在统一的基础平台之上，平台为各类应用提供统一的模型、数据、CASE、网络通信、人机界面、系统管理等服务。应用之间的数据交换通过平台提供的数据服务进行，还通过平台调用提供分析计算服务。四类应用与基础平台的逻辑关系如图1所示。

智能电网调度控制系统自动电压控制应用包括“控制建模、无功优化计算、监视与控制、上下级协调控制、历史记录和统计与分析、人机界面、数据接口”等功能，系统自投运以来基础数据质量不断提高、维护机制逐步健全。目前北京电网已有变电站、电厂投入自动电压控制(AVC)闭环控制，控制对象包括电厂发电机无功和变电站低压无功设备，同时，省调AVC主站已经与上级华北网调AVC实现了网省协调，并与全部下级地调AVC实现了省地协调控制，实现了对北京市电网无功电压的分层分区自动控制。基于智能电网技术支持平台(D5000)系统的自动电压控制应用并投入闭环运行，进一步提高了北京市电压质量和电压稳定性，提高电压管理水平，降低了主网网损。

随着我国电力建设的不断深入，电网结构日益复杂，对电网自动电压控制的手段也提出了更高的要求。

现有AVC系统对控制遥控点没有进行校验，在现有D5000的AVC模块中，前置对遥控指令直接转发，没有进行校验，前置只做下发工具。可能造成由于前置点号变化造成误控和电网事故。为避免误控和电网事故，需要AVC自己做必要的校验，实现对AVC遥控点进行智能化安全校验，确保遥控点正确，保证电网安全运行。

北京电网AVC应用采用“软分区”的三级电压控制模式。系统由运行在控制中心的主站系统和运行在电厂侧的子站系统组成，二者通过高速电力数据网通信，系统的总体结构如图2所示。

其中，在线软分区模块根据当前电网的结构特点，将电网在线划分成彼此耦合松散的控制区域，在每个控制区域都有相应的中枢母线和控制发电机，由于可以在线追随电网拓扑结构的变化，因此称为“软分区”；三级电压控制处于整个控制的中心环节，它周期进行优化计算，给出每个区域中枢母线电压的设定值V_p ^ref，供二级电压控制使用；二级电压控制模块针对每个控制区域，利用SCADA的实时遥测采集当前中枢母线电压V_p，以二者的差值作为输入，通过求解一个二次规划模型，给出控制策略，使得中枢母线电压控制到设定值附近。二级电压控制给出的控制策略是调整控制发电机所挂接的高压侧母线电压设定值V_Href，并通过电力通信数据网下传给子站系统，子站系统再根据V_Href求解发电机无功的调整量，利用AVR实现一级的闭环控制。选择V_Href作为协调变量主要是为了使主站和子站之间界面分割清晰，保证即使和主站之间的通道出现问题子站仍能够根据预置曲线独立完成本地控制，从而提高控制的可靠性。

系统的总体控制流程如图3所示。

在北京电网AVC自动无功电压控制中，上述结构详细描述如下：

三级控制

三级控制基于全局电压无功优化计算，对电网进行总体的无功电压优化，计算范围包括电网EMS中建立的北京电网220kV及以上的电网模型。全局无功优化采用全网最优潮流计算，以北京市调调度控制的220kV电厂、变电站为调节手段，以母线电压合格、潮流不过载为约束条件，求解全网网损最小的优化运行方式。最优潮流计算结果为全网电压的优化目标值，该电压优化目标值保证在电压考核的上下限值内，同时满足无功分布最优，实现降低网损的控制目标。

在进行全网无功优化计算时，需要考虑下级调度上送的关口无功控制能力和关口电压控制需求，从而实现与下级调度的协调控制。

以全局无功优化给出的母线电压为控制目标，系统根据电网的运行方式，对合环运行的电网进行分区控制。由于电网无功具有分布性和区域性的特点，AVC系统根据无功电压控制的特性将电网自动分为若干区域，每个区域选择主要的关键母线作为中枢母线，中枢母线的电压控制目标采用全局无功优化给定的目标。同一个区域内的设备在无功电压控制特性上具有强耦合性，区域间的设备则具备松耦合性，这种分区控制的思路符合电网无功分层分区控制的原则，同时这种分区时由系统在线自动完成的，是“软分区”，能适应电网的发展变化。

二级控制

二级控制由电厂控制、变电站控制和地调AVC协调控制三个控制模块组成。

电厂控制

电厂控制模块主要的控制对象是北京市调调度的220kV电厂，系统根据三级控制给出的区域中枢母线电压的控制值，采用灵敏度算法求出与此中枢母线相关的电厂的高压母线控制目标值，结合电厂子站上送的调节能力，综合计算电厂高压母线的控制电压，并下发给电厂子站。

变电站控制

变电站控制模块主要的控制对象是北京市调调度的220kV变电站，系统根据三级控制给出的区域中枢母线电压的控制值，采用灵敏度算法求出与此区域内所有的变电站的母线控制目标值。但是这个目标值不能直接用于控制，这与电厂控制有所不同。一方面，由于变电站控制的设备是离散设备，变电站的电压控制是非连续的，具有阶跃性；另一方面，变电站内需要综合考虑高、中、低三侧的母线电压的安全约束和调节目标的要求，因此在变电站的二级电压控制中，系统需要根据变电站的设备运行情况，结合三级控制给出的母线电压控制目标进行综合分析计算，对当前可用的离散设备的控制结果进行预估，才能确定是否可控并生成具体设备的控制策略，下发给集控站或变电站的自动化系统执行。

市地协调控制

市地协调控制模块的控制对象是北京市调下辖的各地调调控中心的AVC系统，北京市调AVC系统根据三级控制给出的区域中枢母线电压的控制目标值，结合各个地调AVC上送的无功调节能力，计算给出省-地调关口的无功调节要求，并以功率因数限值范围的形式发送给地调AVC系统。地调AVC系统通过控制220kV变电站所带的110kV变电站的无功设备来实现市调AVC下发的控制目标。

一级控制

一级控制为厂站端的就地控制，包括变电站控制和电厂控制。

电厂子站

由于对发电机组的控制需要考虑的因素非常复杂，因此为了实现AVC闭环控制，需要在电厂设置专门的AVC子站，AVC主站根据二级控制的计算结果，向电厂子站发送电厂高压的电压控制目标指令。电厂子站收到高压母线的控制指令后，根据电厂内的各种子系统的运行状态，计算生成各台运行的发电机的励磁调节指令，使高压母线电压追随省调AVC下发的指令。

变电站控制

变电站控制是面向北京市调调度的220kV变电站内的主变低压侧无功设备。采用方法是市调AVC系统直接向变电站监控系统下发主变低压无功设备的开关遥控指令，实现对220kV变电站低压无功设备的自动投切控制。

然而现有AVC系统对控制遥控点没有进行校验，在现有D5000的AVC模块中，前置对遥控指令直接转发，没有进行校验，前置只做下发工具。可能造成由于前置点号变化造成误控和电网事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质，该方法、系统及存储介质能够对控制遥控点进行校验，避免由于前置点号变化造成误控及电网事故。

为达到上述目的，本发明所述的自动电压控制系统的防误控制方法包括无功设备控制信息智能关联、控制前电容器和断路器的拓扑校验以及遥控点号的存储和控制前的校验。

无功设备控制信息智能关联的具体操作过程为：

在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息。

控制前电容器和开关的拓扑校验的具体操作过程为：

在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息。

遥控点号的存储和控制前的校验的具体操作过程为：

当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

本发明所述的自动电压控制系统的防误控制系统包括：

智能关联模块；用于在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息；

拓扑校验模块，用于在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息；

遥控点号校验模块，用于当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

一种用于存储执行自动电压控制系统的防误控制方法的计算机程序的存储介质。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的自动电压控制系统的防误控制方法、系统及存储介质，该方法在具体操作时，通过遥控点人工关联，在建模界面处对备选的遥控点号进行过滤，仅显示当前电容器连接的遥控点；通过在控制前进行电容器和断路器的拓扑检查，确认传动试验后电网拓扑结构未变化；通过遥控点号检查，对存储的遥控点进行比对检查，确认传动试验后遥控下发点号无变化，以实现对AVC遥控点进行智能化安全校验，确保遥控点正确，避免误控和电网事故，保证电网安全运行，避免控制错误。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为智能电网调度控制系统四类应用与基础平台的逻辑关系图；

图2为AVC系统的总体结构图；

图3为北京市调AVC三级电压控制体系的结构图；

图4为遥控点的人工关联客户端操作界面待关联遥控点信息过滤的流程图；

图5为无功设备开关的拓扑检查的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明所述的自动电压控制系统的防误控制方法包括无功设备控制信息智能关联、控制前电容器和断路器的拓扑校验以及遥控点号的存储和控制前的校验。

具体的，无功设备控制信息智能关联的具体操作过程为：

在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息，遥控点的人工关联客户端操作界面待关联遥控点信息过滤流程图如图4所示。

控制前电容器和开关的拓扑校验的具体操作过程为：

在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息，无功设备开关的拓扑检查流程如图5所示。

遥控点号的存储和控制前的校验的具体操作过程为：

当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

相应的，本发明所述的自动电压控制系统的防误控制系统包括：

智能关联模块；用于在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息；

拓扑校验模块，用于在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息；

遥控点号校验模块，用于当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

一种用于存储执行自动电压控制系统的防误控制方法的计算机程序的存储介质，该存储介质中存储的计算机程序具体执行过程如上述所示，在此不在重复介绍。

本发明实现了对AVC遥控点进行智能化安全校验，确保遥控点正确，避免误控和电网事故，保证电网安全运行，避免控制错误，本发明已在北京市调的D5000系统的AVC模块中运行，运行良好。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种自动电压控制系统的防误控制方法，其特征在于，包括无功设备控制信息智能关联、控制前电容器和断路器的拓扑校验以及遥控点号的存储和控制前的校验。

2.根据权利要求1所述的自动电压控制系统的防误控制方法，其特征在于，无功设备控制信息智能关联的具体操作过程为：

在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息。

3.根据权利要求2所述的自动电压控制系统的防误控制方法，其特征在于，控制前电容器和开关的拓扑校验的具体操作过程为：

在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息。

4.根据权利要求3所述的自动电压控制系统的防误控制方法，其特征在于，遥控点号的存储和控制前的校验的具体操作过程为：

当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

5.一种自动电压控制系统的防误控制系统，其特征在于，包括：

智能关联模块；用于在AVC系统关联遥控点建模时，需要人工关联容抗器对应的控制点号，AVC建模工具直接读取下行遥控表中建立的遥控信息，并根据下行遥控表中建立的遥控信息通过选择电容器的断路器自动过滤其它遥控信息，只显示AVC系统控制的容抗器对应的断路器为备选点，便于AVC系统关联遥控点建模时关联选择电容电抗器的遥控点信息；

拓扑校验模块，用于在每一次遥控之前，根据变电站内拓扑关系，通过容抗器查询本次遥控对应的断路器，检查断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID是否一致，当查询到的断路器与AVC系统关联遥控点建模时关联的断路器名称和ID一致时，AVC系统下发控制指令，否则AVC系统停止下发控制指令，并发送告警信息；

遥控点号校验模块，用于当在无功设备关联了其控制的断路器，并成功完成传动试验后，则将该无功设备关联的断路器的遥控点号存储在AVC控制模型中，并在每次下发控制指令之前，获得该无功设备关联的断路器的当前遥控点号，并将其与存储的遥控点号进行比对，当其与存储的遥控点号一致时，则下发控制指令，否则，则终止下发控制指令，并发生报警信号。

6.一种用于存储执行权利要求4所述自动电压控制系统的防误控制方法的计算机程序的存储介质。

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