基于adpss的svc控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)及自定義建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)，包括工作終端、計(jì)算單元、物理接口裝置、功率放大器、SVC控制器和錄波器，所述工作終端與計(jì)算單元之間以及計(jì)算單元與物理接口裝置之間均通過(guò)以太網(wǎng)連接，所述物理接口裝置將各濾波支路開(kāi)關(guān)位置信號(hào)傳輸給SVC控制器，SVC控制器將TCR支路晶閘管投切控制量和各濾波支路的開(kāi)關(guān)投切信號(hào)傳輸給物理接口裝置。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，能夠克服了以往混合仿真方式受仿真規(guī)模限制的缺點(diǎn)，為交直流混聯(lián)大電網(wǎng)下校驗(yàn)SVC動(dòng)態(tài)性能和功能完整性提供了很好的試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)手段，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施提供指導(dǎo)意見(jiàn)，為SVC裝置能夠在實(shí)際電網(wǎng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【專利說(shuō)明】基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)及自定義建模方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，具體是基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)及自定義建模方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性已成為人們關(guān)注的主要問(wèn)題。為了提高電力系統(tǒng)的輸電能力，一般通過(guò)安裝靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC來(lái)提高電壓穩(wěn)定性。SVC一般由TCR和各次諧波的濾波支路構(gòu)成，通過(guò)控制TCR中晶閘管的開(kāi)通角度來(lái)改變阻抗特性，提供可調(diào)的感性無(wú)功功率，通過(guò)控制各濾波支路的開(kāi)關(guān)提供不同容量的容性無(wú)功功率。尤其是隨著特高壓電網(wǎng)的不斷建設(shè)，特高壓交流輸電線路的充電功率大，無(wú)功功率隨著輸送有功功率變動(dòng)大，無(wú)功分層、電壓控制難度大。在特高壓交流輸電通道上安裝大容量SVC裝置，有助于在故障下緊急釋放儲(chǔ)備的無(wú)功功率，增強(qiáng)電網(wǎng)電壓支撐能力，提高輸送容量和暫態(tài)穩(wěn)定極限，有效阻尼功率振蕩。
[0003]在實(shí)際SVC工程項(xiàng)目實(shí)施之前，系統(tǒng)規(guī)劃、控制策略設(shè)計(jì)和整體裝置測(cè)試是基本的先決條件。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段主要通過(guò)非實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)仿真軟件如PSASP、MATLAB等進(jìn)行仿真計(jì)算，而完整地實(shí)施SVC項(xiàng)目還需要在設(shè)備安裝、投運(yùn)之前利用仿真系統(tǒng)對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)際設(shè)備進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試，考核控制器的動(dòng)態(tài)特性，以驗(yàn)證其控制和保護(hù)系統(tǒng)的性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。
[0004]從國(guó)際上的研究趨勢(shì)來(lái)看，目前基本都是采用混合實(shí)時(shí)仿真手段完成外接電力電子控制器的動(dòng)態(tài)測(cè)試，將電力電子裝置與計(jì)算機(jī)模擬元件結(jié)合起來(lái)，但是這些仿真技術(shù)在實(shí)時(shí)性方面存在瓶頸。近年來(lái)，基于全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的控制保護(hù)裝置的閉環(huán)試驗(yàn)平臺(tái)逐漸得以推廣和應(yīng)用。該試驗(yàn)平臺(tái)利用數(shù)字仿真方法模擬實(shí)際電力系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字-物理仿真接口將SVC控制器接入仿真系統(tǒng)，對(duì)SVC裝置進(jìn)行閉環(huán)試驗(yàn)。與基于動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室的閉環(huán)試驗(yàn)相比，這種建模和試驗(yàn)方法更為簡(jiǎn)單靈活，如基于加拿大的RTDS (Real TimeDigital Simulator,實(shí)時(shí)數(shù)字仿真裝置)建立了 SVC裝置的閉環(huán)試驗(yàn)平臺(tái)，但是該平臺(tái)受仿真節(jié)點(diǎn)和仿真規(guī)模的限制，可模擬的電網(wǎng)規(guī)模較小，無(wú)法滿足互聯(lián)大電網(wǎng)下SVC動(dòng)態(tài)性能測(cè)試的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)及自定義建模方法，克服了以往混合仿真方式受仿真規(guī)模限制的缺點(diǎn)，為交直流混聯(lián)大電網(wǎng)下校驗(yàn)SVC動(dòng)態(tài)性能和功能完整性提供了很好的試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)手段，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施提供指導(dǎo)意見(jiàn)，為SVC裝置能夠在實(shí)際電網(wǎng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)還能提高后續(xù)含SVC模型的電網(wǎng)仿真分析和研究的精確性。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)，包括工作終端、計(jì)算單元、物理接口裝置、功率放大器、SVC控制器和錄波器，所述工作終端與計(jì)算單元之間以及計(jì)算單元與物理接口裝置之間均通過(guò)以太網(wǎng)連接，所述物理接口裝置將各濾波支路開(kāi)關(guān)位置信號(hào)傳輸給SVC控制器，SVC控制器將TCR支路晶閘管投切控制脈沖和各濾波支路的開(kāi)關(guān)投切信號(hào)傳輸給物理接口裝置，所述功率放大器將物理接口裝置傳來(lái)的電壓或電流信號(hào)放大后傳輸給SVC控制器，所述錄波器接收SVC控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)和控制脈沖信號(hào)，并記錄功率放大器輸出的信號(hào)。
[0007]工作終端主要用于搭建基于機(jī)電-電磁混合仿真的工程文件，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)和拓?fù)滗浫搿C(jī)電-電磁子網(wǎng)劃分、SVC主電路的電磁建模和參數(shù)設(shè)置、模擬量和數(shù)字量的輸入輸出接口配置及后續(xù)的用戶自定義SVC建模等，根據(jù)用戶需求靈活模擬電網(wǎng)的各種運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)計(jì)算。
[0008]計(jì)算單元為ADPSS仿真平臺(tái)的程序處理單元，主要負(fù)責(zé)接受工作終端上傳的計(jì)算任務(wù)，按照用戶預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行或故障方式模擬電網(wǎng)運(yùn)行情況。該計(jì)算單元由控制節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)群組成，其中計(jì)算節(jié)點(diǎn)群是一組相互獨(dú)立、通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的機(jī)群服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)調(diào)度服務(wù)器加以管理，可充分利用機(jī)群中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電力系統(tǒng)的各種類型故障的模擬，并行處理各機(jī)電子網(wǎng)和電磁子網(wǎng)提交的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。
[0009]物理接口裝置則用于實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的輸入輸出，主要由A0、D0、D1、AI四種類型的板卡組成。根據(jù)工作終端的相關(guān)設(shè)置，一方面，將電壓/電流等模擬量通過(guò)物理接口裝置的模擬量輸出AO通道傳送給功率放大器，最終發(fā)送給SVC控制器，將各濾波支路的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等數(shù)字量通過(guò)物理接口裝置的數(shù)字量輸出DO通道直接傳送給SVC控制器；另一方面，通過(guò)數(shù)字量輸入DI通道接收SVC控制器發(fā)出的TCR支路晶閘管投切控制量和各濾波支路的開(kāi)關(guān)投切信號(hào)。
[0010]功率放大器包含一組線性電壓電流功率放大器單元，將AO通道輸出的信號(hào)合理線性化放大至SVC控制器所能接收的電壓范圍，同時(shí)也要確保信號(hào)不失真。
[0011]SVC控制器則為被檢測(cè)對(duì)象，主要集成了電壓電流互感器、信號(hào)調(diào)理板、信號(hào)采樣板和控制板。SVC控制器從功率放大器獲取電壓、電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后對(duì)各路模擬量進(jìn)行采樣，根據(jù)控制算法計(jì)算后產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖信號(hào)和各濾波支路的投切控制信號(hào)，回傳給物理接口箱相應(yīng)配置的DI通道。通過(guò)將SVC控制器接入基于ADPSS仿真的大規(guī)模電力系統(tǒng)中，可以較為精確地模擬和校驗(yàn)SVC在各種系統(tǒng)運(yùn)行方式下的動(dòng)態(tài)控制策略及暫態(tài)控制行為對(duì)電網(wǎng)輸送容量和提高系統(tǒng)阻尼的影響。
[0012]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述物理接口裝置與功率放大器之間通過(guò)屏蔽信號(hào)線連接，功率放大器、SVC控制器、物理接口裝置以及錄波器之間通過(guò)導(dǎo)線連接。
[0013]一種采用上述檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自定義建模的方法，包括以下步驟:
(a)建立SVC三個(gè)控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，繪制各功能框圖，建立各功能框圖之間的連接關(guān)系并指定輸入輸出關(guān)系，手動(dòng)輸入各傳遞函數(shù)中相關(guān)參數(shù)的實(shí)際值，最終將SVC控制模型作為一個(gè)可變導(dǎo)納注入電網(wǎng)模型中；
(b)對(duì)所述的用戶自定義SVC模型各個(gè)模塊進(jìn)行輸入輸出的邏輯測(cè)試，判斷其輸入輸出是否滿足期望值的要求，判斷動(dòng)作行為是否合理；對(duì)所述SVC模型進(jìn)行初值平衡，當(dāng)模型的初始輸出與PSASP穩(wěn)定計(jì)算的初始狀態(tài)不吻合時(shí)，找出輸出值不合理控制框和SVC模型的平衡條件，根據(jù)這一平衡條件對(duì)SVC模型進(jìn)行反復(fù)處理，確保初值平衡；
(C)將糾錯(cuò)完畢后的SVC自定義模型固化在用戶模型庫(kù)中，在應(yīng)用前需通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，先將其分別轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)模型描述文件SYSMODEL.MST和用戶自定義模型描述文件UDLIB.MST，再分別轉(zhuǎn)換成程序直接應(yīng)用的模型參數(shù)庫(kù)文件SYSMODEL.DST和UDLIB.DST，此外還需轉(zhuǎn)換成初值計(jì)算的模型參數(shù)文件SYSMODEL.1NT和UDLIB.1NT ；
Cd)完成SVC自定義建模后，設(shè)置基于ADPSS的實(shí)際SVC控制器相同的故障形式，對(duì)相同母線的電壓、線路有功功率以及TCR的無(wú)功出力進(jìn)行記錄，并與閉環(huán)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行逐一對(duì)比和分析，考核兩種方式下SVC模型的一致性，為后續(xù)SVC并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析提供強(qiáng)有力的仿真手段。
[0014]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述步驟(b)的具體過(guò)程如下:
(bl)對(duì)單一平衡條件、單一平衡點(diǎn)和全模型的一次平衡:針對(duì)一個(gè)輸出不合理的控制框，列出一個(gè)平衡條件，在SVC模型的相應(yīng)控制框輸入處疊加一個(gè)常數(shù)，使得SVC模型所有初值不合理的功能框輸出合理化，從而實(shí)現(xiàn)SVC全模型的初值平衡；
(b2)對(duì)于多個(gè)平衡條件和多個(gè)平衡點(diǎn)，則需要分模塊實(shí)現(xiàn)各自平衡:針對(duì)多個(gè)初始輸出不合理的控制框，列出多個(gè)平衡條件，對(duì)SVC模型不同控制框進(jìn)行逐一問(wèn)題排查，確保控制框的各自平衡。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
(I)本發(fā)明提出一種基于全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)ADPSS的SVC控制器測(cè)試平臺(tái)及SVC自定義建模方法。通過(guò)搭建真實(shí)的電網(wǎng)仿真模型并外接實(shí)際的SVC控制器，不需要對(duì)實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行等值和簡(jiǎn)化處理，能夠充分地反映系統(tǒng)的真實(shí)穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，具有很高的可信度。
[0016](2)本發(fā)明提供的閉環(huán)測(cè)試平臺(tái)克服了以往混合仿真方式受仿真規(guī)模限制的缺點(diǎn)，為交直流混聯(lián)大電網(wǎng)下校驗(yàn)SVC動(dòng)態(tài)性能和功能完整性提供了很好的試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)手段，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施提供指導(dǎo)意見(jiàn)，為SVC裝置能夠在實(shí)際電網(wǎng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[0017](3 )本發(fā)明采用基于ADPSS平臺(tái)的SVC控制器自定義建模及模型一致性測(cè)試，代替實(shí)際SVC裝置接入系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，提高后續(xù)含SVC模型的電網(wǎng)仿真分析和研究的精確性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為SVC控制策略示意圖；
圖3為HB線路發(fā)生三相短路接地故障后，基于ADPSS的實(shí)際SVC控制器測(cè)試結(jié)果；
圖4為HB線路發(fā)生三相短路接地故障后A機(jī)組-B機(jī)組的功角曲線圖；
圖5為基于ADPSS的SVC部分自定義模型；
圖6為采用SVC實(shí)際控制器時(shí)，母線電壓、線路有功、TCR無(wú)功曲線；
圖7為采用SVC自定義模型時(shí)，母線電壓、線路有功、TCR無(wú)功曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0020]實(shí)施例1: 如圖1所示，本實(shí)施例所述的基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)，包括工作終端、計(jì)算單元、物理接口裝置、功率放大器、SVC控制器和錄波器，工作終端與計(jì)算單元之間以及計(jì)算單元與物理接口裝置之間均通過(guò)以太網(wǎng)連接，物理接口裝置將各濾波支路開(kāi)關(guān)位置信號(hào)傳輸給SVC控制器，SVC控制器將TCR支路晶閘管投切控制脈沖和各濾波支路的開(kāi)關(guān)投切信號(hào)傳輸給物理接口裝置，功率放大器將物理接口裝置傳來(lái)的電壓或電流信號(hào)放大后傳輸給SVC控制器，錄波器接收SVC控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)和控制脈沖信號(hào)，并記錄功率放大器輸出的信號(hào)，本實(shí)施例中，物理接口裝置與功率放大器之間通過(guò)屏蔽信號(hào)線連接，功率放大器、SVC控制器、物理接口裝置以及錄波器之間通過(guò)導(dǎo)線連接。
[0021]SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)搭建好之后，對(duì)SVC控制器的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和暫態(tài)控制策略進(jìn)行檢測(cè)。如圖2所示，SVC控制策略主要包括三個(gè)部分，分別是暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)控制、暫態(tài)電壓控制和阻尼控制。當(dāng)系統(tǒng)正常無(wú)故障時(shí)，SVC則運(yùn)行在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)；暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)控制是在電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)SVC投入的功能，為提高暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)控制投入的可靠性，同時(shí)考慮SVC安裝位置的實(shí)際情況，潮流方向和大小存在不確定的因素，則將SVC安裝處主變高壓側(cè)母線電壓V任意一相低于70%的額定電壓作為進(jìn)入暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)的門檻值Vset，投入暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)的時(shí)間T視電網(wǎng)實(shí)際情況而定，一般取ls，暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)控制環(huán)節(jié)形成導(dǎo)納指令& ;暫態(tài)電壓控制則為基本電壓控制，只有在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)才投入該項(xiàng)功能，進(jìn)入條件為SVC安裝處主變高壓側(cè)母線電壓有效值低于90%的額定值，同時(shí)需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的確認(rèn)延時(shí),一般取10毫秒,將參考電壓Vkef與母線電壓V作差，通過(guò)電壓控制環(huán)對(duì)其誤差進(jìn)行跟蹤控制；退出條件為電壓V高于94%的額定電壓值，退出也需要一定的確認(rèn)延時(shí)，視電網(wǎng)從故障情況恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的情況而定，一般取3?4s，當(dāng)確認(rèn)延時(shí)達(dá)到后，SVC控制模式則由暫態(tài)電壓控制轉(zhuǎn)移到穩(wěn)態(tài)控制功能，暫態(tài)電壓控制環(huán)節(jié)形成導(dǎo)納指令久；阻尼控制環(huán)節(jié)則選取SVC安裝變電站高壓側(cè)出線的有功功率或者電流有效值作為輸入信號(hào)，通過(guò)隔直環(huán)節(jié)和移相環(huán)節(jié)，使SVC在較大范圍內(nèi)能夠有效地抑制系統(tǒng)的低頻振蕩，提高系統(tǒng)的阻尼作用，阻尼控制環(huán)節(jié)最終形成導(dǎo)納指令 Bpsdc。
[0022]為了測(cè)試SVC三種控制策略的有效性，在ADPSS仿真平臺(tái)中模擬電網(wǎng)發(fā)生不同類型的電網(wǎng)故障，主要包括線路和主變的三相短路接地故障等，考核SVC在各種情況下的暫態(tài)強(qiáng)行補(bǔ)償功能、暫態(tài)電壓控制功能以及對(duì)系統(tǒng)阻尼控制功能等。通過(guò)錄波器記錄母線電壓波形、TCR無(wú)功出力波形、線路有功功率、TCR輸出脈沖信號(hào)、各濾波支路的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等，用于檢測(cè)SVC是否按照設(shè)置的門檻值進(jìn)入各控制環(huán)節(jié)中，同時(shí)檢驗(yàn)SVC控制是否合理，是否對(duì)提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和系統(tǒng)阻尼起到了積極的作用。
[0023]為了說(shuō)明SVC控制策略的有效性，下面以HB線路發(fā)生三相短路接地故障的測(cè)試結(jié)果為例。圖3給出了該故障方式下TCR的無(wú)功出力QraoSVC安裝點(diǎn)主變高壓側(cè)母線線電壓Uab、主變高壓側(cè)出線的有功功率Pl以及出線電流Ia的實(shí)驗(yàn)波形圖。如圖3所示，當(dāng)故障發(fā)生后，TCR迅速釋放穩(wěn)態(tài)時(shí)的無(wú)功儲(chǔ)備，根據(jù)安裝點(diǎn)高壓側(cè)母線線電壓Uab和變電站高壓側(cè)出線的有功功率Pl動(dòng)態(tài)調(diào)整TCR的等效導(dǎo)納，實(shí)現(xiàn)對(duì)SVC注入系統(tǒng)的無(wú)功功率Qrai的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，TCR的最大出力和最小出力差值基本上為TCR總?cè)萘康?00%，實(shí)現(xiàn)了 TCR安裝容量的充分利用，從而證實(shí)了暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)功能的合理性。
[0024]表I則給出了在HB線路發(fā)生三相短路接地故障后的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，第二擺母線電壓、線路有功功率和TCR無(wú)功出力的最大值和最小值。
[0025]表I第二擺母線電壓、線路有功功率和TCR無(wú)功出力的最大值和最小值情況母線電壓φ.ιι.) 線路有功(MW) TCR出力(MVar)
最高最低差值最高最低差值最高最低差值
1.02 0.96 0.06174

1329 795 5340.93 173
86 4 52
圖4則對(duì)未投入SVC和投入SVC控制器兩種方式下，發(fā)生HB線路三相短路接地故障后Α、B機(jī)組間的功角差對(duì)比情況，分別對(duì)應(yīng)灰色和黑色曲線。不難看出，投入SVC后，機(jī)組間的功角振蕩幅度有所減小，功角振蕩的時(shí)間明顯縮短，系統(tǒng)阻尼比由未投入時(shí)的3.08%提高到投入后的4.07%，從而證實(shí)了 SVC的暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)和阻尼調(diào)節(jié)功能的有效性，表明SVC有助于遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)功率振蕩的平息。
[0026]為方便電力系統(tǒng)相關(guān)工作人員進(jìn)行含有SVC模型的離線分析計(jì)算，而ADPSS平臺(tái)的機(jī)電暫態(tài)計(jì)算模塊PSASP是目前通用的電力系統(tǒng)分析程序，已成為分析電網(wǎng)運(yùn)行情況的必要手段。在PSASP中尚有典型的SVC控制器模型，但是與實(shí)際SVC控制器在各控制環(huán)節(jié)構(gòu)思和具體框圖方面存在一定的偏差。為了較為真實(shí)地反映實(shí)際SVC控制策略，本發(fā)明利用ADPSS提供的用戶自定義模型接口模塊，在ADPSS機(jī)電暫態(tài)平臺(tái)對(duì)SVC實(shí)際控制器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行詳細(xì)仿真，代替實(shí)際SVC裝置接入系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬。
[0027]采用用戶自定義模型接口模塊搭建SVC自定義模型的具體步驟如下:
(a)建立SVC三個(gè)控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，繪制各功能框圖，建立各功能框圖之間的連接關(guān)系并指定輸入輸出關(guān)系，手動(dòng)輸入各傳遞函數(shù)中相關(guān)參數(shù)的實(shí)際值，最終將SVC控制模型作為一個(gè)可變導(dǎo)納注入電網(wǎng)模型中。圖5給出了基于ADPSS的SVC自定義模型的其中一部分，根據(jù)用戶自定義模型提供的代數(shù)運(yùn)算、基本函數(shù)運(yùn)算、邏輯控制運(yùn)算、線性和非線性函數(shù)運(yùn)算等搭建基本功能框，設(shè)置各功能框的輸入輸出信息及相應(yīng)的內(nèi)部系數(shù)等。
[0028](b)對(duì)所述的用戶自定義SVC模型各個(gè)模塊進(jìn)行輸入輸出的邏輯測(cè)試，判斷其輸入輸出是否滿足期望值的要求，判斷動(dòng)作行為是否合理；對(duì)所述SVC模型進(jìn)行初值平衡，當(dāng)模型的初始輸出與PSASP穩(wěn)定計(jì)算的初始狀態(tài)不吻合時(shí)，找出輸出值不合理控制框和SVC模型的平衡條件，根據(jù)這一平衡條件對(duì)SVC模型進(jìn)行反復(fù)處理，確保初值平衡。具體步驟和處理方法如下:
(bl)對(duì)單一平衡條件、單一平衡點(diǎn)和全模型的一次平衡:針對(duì)一個(gè)輸出不合理的控制框，列出一個(gè)平衡條件，在SVC模型的相應(yīng)控制框輸入處疊加一個(gè)常數(shù)，使得SVC模型所有初值不合理的功能框輸出合理化，從而實(shí)現(xiàn)SVC全模型的初值平衡；
(b2)對(duì)于多個(gè)平衡條件和多個(gè)平衡點(diǎn)，則需要分模塊實(shí)現(xiàn)各自平衡:針對(duì)多個(gè)初始輸出不合理的控制框，列出多個(gè)平衡條件，對(duì)SVC模型不同控制框進(jìn)行逐一問(wèn)題排查，確?？刂瓶虻母髯云胶狻?br> [0029](C)將糾錯(cuò)完畢后的SVC自定義模型固化在用戶模型庫(kù)中，在應(yīng)用前需通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，先將其分別轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)模型描述文件SYSMODEL.MST和用戶自定義模型描述文件UDLIB.MST，再分別轉(zhuǎn)換成程序直接應(yīng)用的模型參數(shù)庫(kù)文件SYSMODEL.DST和UDLIB.DST，此外還需轉(zhuǎn)換成初值計(jì)算的模型參數(shù)文件SYSMODEL.1NT和UDLIB.1NT。用戶模型庫(kù)、參數(shù)庫(kù)和模型參數(shù)文件均存放在數(shù)據(jù)目錄下的認(rèn)18\子目錄中，可拷貝供多人使用。用戶在進(jìn)行暫穩(wěn)計(jì)算時(shí)，選擇UD模型調(diào)用，填寫(xiě)相應(yīng)SVC自定義模型號(hào)，進(jìn)行控制參數(shù)編輯，關(guān)聯(lián)相關(guān)母線和支路即可。
[0030](d)完成SVC自定義建模后，設(shè)置基于ADPSS的實(shí)際SVC控制器相同的故障形式，對(duì)相同母線的電壓、線路有功功率以及TCR的無(wú)功出力進(jìn)行記錄，并與閉環(huán)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行逐一對(duì)比和分析，考核兩種方式下SVC模型的一致性，為后續(xù)SVC并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析提供強(qiáng)有力的仿真手段。通過(guò)SVC自定義建模，方便在PSASP平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)的各種類型故障進(jìn)行全方位掃描，及時(shí)預(yù)見(jiàn)SVC可能對(duì)系統(tǒng)起到反作用的情況，并針對(duì)一些可能產(chǎn)生的穩(wěn)定性問(wèn)題提供預(yù)見(jiàn)性的解決措施，為提高SVC的運(yùn)行能力提供技術(shù)保障。
[0031]下面以DS線路發(fā)生三相短路接地故障為例，對(duì)實(shí)際SVC控制器和SVC自定義模型兩種方式下的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。圖6和圖7為當(dāng)DS線路發(fā)生三相短路接地故障，分別采用基于ADPSS的SVC實(shí)際控制器和自定義模型仿真時(shí)，SVC安裝點(diǎn)主變高壓側(cè)母線電壓、線路有功功率和TCR無(wú)功功率波形圖。為了精確對(duì)比兩種控制器模型的一致性，表2~表4分別對(duì)故障后兩種模式下線路有功功率前三擺的最大最小值、高壓側(cè)母線電壓和TCR無(wú)功出力以及3條特高壓母線的最低電壓進(jìn)行對(duì)比。
[0032]結(jié)合波形和數(shù)據(jù)對(duì)比得知，兩種模式下線路有功功率在故障后前三擺的振蕩周期均分別為2.94s,2.81s,2.9s，振蕩模式一致；采用自定義模型仿真時(shí)，故障后TCR動(dòng)態(tài)輸出包含約Is的暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)過(guò)程，與實(shí)測(cè)SVC實(shí)際控制器時(shí)的結(jié)果一致。暫態(tài)強(qiáng)補(bǔ)過(guò)程結(jié)束后，采用自定義模型仿真的TCR無(wú)功功率變化趨勢(shì)與實(shí)際控制器的變化趨勢(shì)大致相同，只是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程有細(xì)微的差別，母線電壓、線路有功功率變化趨勢(shì)也大致相同，各特高壓母線電壓在故障后的最低值偏差最大為0.017p.u.，由此說(shuō)明SVC自定義模型和SVC實(shí)際控制器的特性大致相同。
[0033]表2 DS線路三相短路接地故障后線路有功功率對(duì)比

【權(quán)利要求】
1.基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)，其特征在于:包括工作終端、計(jì)算單元、物理接口裝置、功率放大器、SVC控制器和錄波器，所述工作終端與計(jì)算單元之間以及計(jì)算單元與物理接口裝置之間均通過(guò)以太網(wǎng)連接，所述物理接口裝置將各濾波支路開(kāi)關(guān)位置信號(hào)傳輸給SVC控制器，SVC控制器將TCR支路晶閘管投切控制脈沖和各濾波支路的開(kāi)關(guān)投切信號(hào)傳輸給物理接口裝置，所述功率放大器將物理接口裝置傳來(lái)的電壓或電流信號(hào)放大后傳輸給SVC控制器，所述錄波器接收SVC控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)和控制脈沖，并記錄功率放大器輸出的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ADPSS的SVC控制器閉環(huán)檢測(cè)平臺(tái)，其特征在于:所述物理接口裝置與功率放大器之間通過(guò)屏蔽信號(hào)線連接，功率放大器、SVC控制器、物理接口裝置以及錄波器之間通過(guò)導(dǎo)線連接。
3.一種采用權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自定義建模的方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)建立SVC三個(gè)控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，繪制各功能框圖，建立各功能框圖之間的連接關(guān)系并指定輸入輸出關(guān)系，手動(dòng)輸入各傳遞函數(shù)中相關(guān)參數(shù)的實(shí)際值，最終將SVC控制模型作為一個(gè)可變導(dǎo)納注入電網(wǎng)模型中； (b)對(duì)所述的用戶自定義SVC模型各個(gè)模塊進(jìn)行輸入輸出的邏輯測(cè)試，判斷其輸入輸出是否滿足期望值的要求，判斷動(dòng)作行為是否合理；對(duì)所述SVC模型進(jìn)行初值平衡，當(dāng)模型的初始輸出與PSASP穩(wěn)定計(jì)算的初始狀態(tài)不吻合時(shí)，找出輸出值不合理控制框和SVC模型的平衡條件，根據(jù)這一平衡條件對(duì)SVC模型進(jìn)行反復(fù)處理，確保初值平衡； (C)將糾錯(cuò)完畢后的SVC自定義模型固化在用戶模型庫(kù)中，在應(yīng)用前需通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，先將其分別轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)模型描述文件SYSMODEL.MST和用戶自定義模型描述文件UDLIB.MST，再分別轉(zhuǎn)換成程序直接應(yīng)用的模型參數(shù)庫(kù)文件SYSMODEL.DST和UDLIB.DST，此外還需轉(zhuǎn)換成初值計(jì)算的模型參數(shù)文件SYSMODEL.1NT和UDLIB.1NT ； Cd)完成SVC自定義建模后，設(shè)置基于ADPSS的實(shí)際SVC控制器相同的故障形式，對(duì)相同母線的電壓、線路有功功率以及TCR的無(wú)功出力進(jìn)行記錄，并將采用自定義建模的SVC測(cè)試結(jié)果與基于實(shí)際SVC控制器的閉環(huán)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行逐一對(duì)比和分析，考核兩種方式下SVC模型的一致性，為后續(xù)SVC并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析提供強(qiáng)有力的仿真手段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自定義建模方法，其特征在于:所述步驟(b)的具體過(guò)程如下: (bl)對(duì)單一平衡條件、單一平衡點(diǎn)和全模型的一次平衡:針對(duì)一個(gè)輸出不合理的控制框，列出一個(gè)平衡條件，在SVC模型的相應(yīng)控制框輸入處疊加一個(gè)常數(shù)，使得SVC模型所有初值不合理的功能框輸出合理化，從而實(shí)現(xiàn)SVC全模型的初值平衡； (b2)對(duì)于多個(gè)平衡條件和多個(gè)平衡點(diǎn)，則需要分模塊實(shí)現(xiàn)各自平衡:針對(duì)多個(gè)初始輸出不合理的控制框，列出多個(gè)平衡條件，對(duì)SVC模型不同控制框進(jìn)行逐一問(wèn)題排查，確保控制框的各自平衡。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK104133377SQ201410376468
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】徐琳, 唐永紅, 蒲維 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院