交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。試驗(yàn)系統(tǒng)包括有實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器（1）、接口硬件設(shè)備（2）、調(diào)度端頻率控制主站（3）、電廠端頻率控制執(zhí)行子站（4），實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器（1）通過接口硬件設(shè)備（2）與調(diào)度端頻率控制主站（3）、電廠端頻率控制執(zhí)行子站（4）相連，從而形成閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。本發(fā)明的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法可方便、快速地修改電網(wǎng)頻率控制策略與定值，滿足對交直流電網(wǎng)頻率控制系統(tǒng)試驗(yàn)的需求。本發(fā)明是一種方便實(shí)用的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。
【專利說明】交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，屬于交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法的改造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前交直流電網(wǎng)規(guī)模逐漸增大，而當(dāng)前的調(diào)頻模式與交直流電網(wǎng)實(shí)際電源分布、負(fù)荷特性、西電東送總戰(zhàn)略已不相適應(yīng)。區(qū)間內(nèi)調(diào)頻協(xié)調(diào)配合困難，頻率與聯(lián)絡(luò)線功率往復(fù)波動，不同區(qū)間缺乏協(xié)調(diào)配合，導(dǎo)致頻率超調(diào)、欠調(diào)，不利于系統(tǒng)頻率的快速恢復(fù)等。而且當(dāng)前的頻率控制模式應(yīng)對大機(jī)組跳閘和直流閉鎖的能力不足。為解決以上影響電網(wǎng)頻率和安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大問題，有必要深入研究和優(yōu)化交直流電網(wǎng)頻率控制。
[0003]但目前國內(nèi)外，試驗(yàn)研究頻率控制的仿真模型和仿真平臺尚無可參考，對如何試驗(yàn)研究頻率控制缺乏行之有效的手段與方法?，F(xiàn)場設(shè)備調(diào)試試驗(yàn)受制于電網(wǎng)運(yùn)行的諸多限制，不夠靈活且效率較低，無法分析裝置控制策略與電網(wǎng)之間的相互影響，無法有效對比不同控制策略的實(shí)際效果。而在傳統(tǒng)的仿真手段中，控制器模型和電網(wǎng)模型都過于簡化，只能驗(yàn)證控制策略的基本原理，但頻率控制對保證電網(wǎng)穩(wěn)定的實(shí)際效果很難做出準(zhǔn)確的判斷。
[0004]交直流復(fù)雜大電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)為交直流電網(wǎng)頻率控制研究與優(yōu)化提供了手段和途徑?；趯?shí)時(shí)仿真手段建立能夠較準(zhǔn)確反映交直流電網(wǎng)頻率特性的大電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真模型，并將實(shí)際頻率控制裝置與實(shí)時(shí)仿真器RTDS進(jìn)行連接構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，建立適用于交直流電網(wǎng)頻率控制策略研究的實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真試驗(yàn)平臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種可方便、快速地修改一次設(shè)備參數(shù)及運(yùn)行方式，滿足交直流電網(wǎng)頻率控制策略試驗(yàn)特點(diǎn)的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種簡單方便的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括有實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器、接口硬件設(shè)備、調(diào)度端頻率控制主站、電廠端頻率控制執(zhí)行子站，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過接口硬件設(shè)備與調(diào)度端頻率控制主站、電廠端頻率控制執(zhí)行子站相連。
[0008]本發(fā)明交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括如下步驟:
I)根據(jù)實(shí)際交直流電網(wǎng)的一次系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)建立交直流復(fù)雜大電網(wǎng)一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型；
3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器建立交直流電網(wǎng)頻率控制相關(guān)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序；
3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器將數(shù)字試驗(yàn)程序編譯，并下載到實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器上運(yùn)行；
4)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序通過接口程序模塊與接口硬件設(shè)備的接口板卡進(jìn)行變量的交互，且實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過接口硬件設(shè)備的接口板卡與調(diào)度端頻率控制主站、電廠端頻率控制執(zhí)行子站通過以太網(wǎng)和交換機(jī)進(jìn)行連接，組成實(shí)時(shí)仿真閉環(huán)測試系統(tǒng)，從而對電網(wǎng)頻率控制的策略進(jìn)行詳細(xì)測試。
[0009]本發(fā)明由于采用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過接口硬件設(shè)備與交直流電網(wǎng)頻率控制主站、子站相連，形成閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以提供一種可方便、快速地修改一次設(shè)備參數(shù)及運(yùn)行方式，滿足交直流電網(wǎng)頻率控制策略試驗(yàn)的特點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的實(shí)時(shí)數(shù)字閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明頻率控制相關(guān)一次系統(tǒng)數(shù)字模型搭建過程的示意圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括有實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器1、接口硬件設(shè)備2、調(diào)度端頻率控制主站3、電廠端頻率控制執(zhí)行子站4，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I通過接口硬件設(shè)備2與調(diào)度端頻率控制主站3、電廠端頻率控制執(zhí)行子站4相連，形成閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0012]上述接口硬件設(shè)備2包括接口板卡21和交換機(jī)22，接口板卡21與實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I連接，交換機(jī)22與接口板卡21連接，交換機(jī)22與調(diào)度端頻率控制主站3及電廠端頻率控制執(zhí)行子站4連接。上述接口板卡21是GTNET接口板卡。本實(shí)施例中，上述實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I為RTDS。
[0013]上述實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I的電網(wǎng)頻率及聯(lián)絡(luò)線功率信號輸出端通過接口硬件設(shè)備2的接口板卡21和交換機(jī)22與調(diào)度端頻率控制主站3的信號輸入端連接，調(diào)度端頻率控制主站3的發(fā)電機(jī)自動發(fā)電控制命令信號輸出端通過接口硬件設(shè)備2的交換機(jī)22與電廠端頻率控制執(zhí)行子站4的信號輸入端連接，電廠端頻率控制執(zhí)行子站4的各發(fā)電機(jī)組二次調(diào)頻信號輸出端通過接口硬件設(shè)備2的GTNET板卡21和交換機(jī)22與實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I連接。
[0014]本發(fā)明交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括如下步驟:
I)根據(jù)實(shí)際交直流電網(wǎng)的一次系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)建立交直流復(fù)雜大電網(wǎng)一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型；
3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)建立交直流電網(wǎng)頻率控制相關(guān)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序；
3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I將數(shù)字試驗(yàn)程序編譯，并下載到實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I上運(yùn)行；
4)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序通過接口程序模塊與接口硬件設(shè)備2的接口板卡21進(jìn)行變量的交互，且實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器I通過接口硬件設(shè)備2的接口板卡21與調(diào)度端頻率控制主站3、電廠端頻率控制執(zhí)行子站4通過以太網(wǎng)和交換機(jī)進(jìn)行連接，組成實(shí)時(shí)仿真閉環(huán)測試系統(tǒng)，從而對電網(wǎng)頻率控制的策略進(jìn)行詳細(xì)測試。
[0015]上述交直流電網(wǎng)頻率控制相關(guān)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的建立過程如圖2所示，主要包括實(shí)施步驟如下:
I)等值網(wǎng)絡(luò)劃分。根據(jù)試驗(yàn)研究需要，并考慮RTDS硬件資源配置情況，確定仿真試驗(yàn)中采用的系統(tǒng)規(guī)模。將等值網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的子系統(tǒng)，由不同的RACK分別進(jìn)行仿真計(jì)算。
[0016]2)模型參數(shù)轉(zhuǎn)換。需要將原始的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RTDS的數(shù)據(jù)格式。其中包括:發(fā)電機(jī)及其調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)參數(shù)，輸電線路參數(shù)，變壓器參數(shù)，和負(fù)荷模型參數(shù)。
[0017]3)搭建模型與潮流初始化。由于交直流電網(wǎng)仿真模型較大，建模過程中采用分RACK搭建仿真模型，并逐個(gè)RACK子系統(tǒng)進(jìn)行潮流初始化，使之與BPA的潮流計(jì)算結(jié)果相符。直至完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型搭建并校對潮流結(jié)果。
[0018]4)仿真模型校驗(yàn)。仿真模型建立后，與原系統(tǒng)分別進(jìn)行了逐臺發(fā)電機(jī)比對和全網(wǎng)模型靜態(tài)、動態(tài)校驗(yàn)。
[0019]5) RTDS與頻率控制系統(tǒng)連接。RTDS提供接口板卡與外部控制裝置連接構(gòu)成閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0020]基于上述實(shí)施方法建立的交直流電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真模型，規(guī)模需覆蓋交直流系統(tǒng)主網(wǎng)架，包含各區(qū)域聯(lián)絡(luò)線等重要通道；同時(shí)需研究負(fù)荷模型與發(fā)電機(jī)調(diào)速器模型使之能夠更加真實(shí)、準(zhǔn)確的反映實(shí)際電網(wǎng)頻率特性。且保證動態(tài)等值簡化年度典型方式下交直流混合系統(tǒng)中220kV以下電網(wǎng)，確保等值系統(tǒng)的特性與原始系統(tǒng)的頻率特性基本相符。
【權(quán)利要求】
1.一種交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括有實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)、接口硬件設(shè)備(2)、調(diào)度端頻率控制主站(3)、電廠端頻率控制執(zhí)行子站(4)，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)通過接口硬件設(shè)備(2)與調(diào)度端頻率控制主站(3)、電廠端頻率控制執(zhí)行子站(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述接口硬件設(shè)備(2 )包括接口板卡(21)和交換機(jī)(22 )，接口板卡(21)與實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)連接，交換機(jī)(22 )與接口板卡(21)連接，交換機(jī)(22 )與調(diào)度端頻率控制主站(3 )及電廠端頻率控制執(zhí)行子站(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述接口板卡(21)是GTNET接口板卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)為RTDS。
5.一種交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟: I)根據(jù)實(shí)際交直流電網(wǎng)的一次系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)建立交直流復(fù)雜大電網(wǎng)一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型； 3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)建立交直流電網(wǎng)頻率控制相關(guān)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序； 3)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)將數(shù)字試驗(yàn)程序編譯，并下載到實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)上運(yùn)行； 4)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的數(shù)字試驗(yàn)程序通過接口程序模塊與接口硬件設(shè)備(2)的接口板卡(21)進(jìn)行變量的交互，且實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(I)通過接口硬件設(shè)備(2)的接口板卡(21)與調(diào)度端頻率控制主站(3)、電廠端頻率控制執(zhí)行子站(4)通過以太網(wǎng)和交換機(jī)進(jìn)行連接，組成實(shí)時(shí)仿真閉環(huán)測試系統(tǒng)，從而對電網(wǎng)頻率控制的策略進(jìn)行詳細(xì)測試。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交直流復(fù)雜大電網(wǎng)頻率控制閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，其特征在于上述交直流電網(wǎng)頻率控制相關(guān)的一次系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的建立過程為: 1)基于RTDS建立交直流電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真模型，規(guī)模需覆蓋交直流系統(tǒng)主網(wǎng)架，包含各區(qū)域聯(lián)絡(luò)線等重要通道；同時(shí)需研究負(fù)荷模型與發(fā)電機(jī)調(diào)速器模型使之能夠更加真實(shí)、準(zhǔn)確的反映實(shí)際電網(wǎng)頻率特性； 2)動態(tài)等值簡化年度典型方式下交直流混合系統(tǒng)中220kV以下電網(wǎng)，確保等值系統(tǒng)的特性與原始系統(tǒng)的頻率特性基本相符。
【文檔編號】G05B23/02GK104035430SQ201410202844
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】賈旭東, 郭琦, 韓偉強(qiáng), 余濤, 蔡海青, 郭樂欣 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司