基于RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺及其構建方法技術方案

一種基于RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺及其構建方法，由實時數字仿真器RTDS、地區電網AVC系統、中間數據轉換接口裝置、數據采集與監視控制SCADA系統，用戶輸入數據和/或指令模塊及數據庫構成；模型包括AVC系統平臺模型、中央控制系統模型；所述系統平臺模型、中央控制系統模型由RTDS電力與運行系統元件構建，通過用戶輸入的數據和/或指令模塊對系統平臺模型進行控制;實時數字仿真器RTDS的多路模擬量輸出端口與中間數據轉換接口裝置的輸入端口連接，并將開關位置信號通過RTDS數字量輸出端口連接到中間數據轉換接口裝置的輸入端口，基于數據通信協議IEC104規約轉換成SCADA系統能識別的遙測、遙信信息，通過數據總線傳輸給AVC系統，并提供了AVC系統功能試驗檢測平臺的構建方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力系統仿真
，更具體地說，涉及一種基于實時數字仿真器RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺及其構建方法。
技術介紹
隨著數字化變電站的逐漸完善及智能化輸電系統的建設發展，基于調度自動化平臺的電壓無功優化自動控制(AVC, Automatic Voltage Control)系統越來越多的應用到各大電力系統中，AVC系統的廣泛應用，逐步取代了已有的人工操作，對加速電網智能化發展起到巨大的推動作用。目前，國內AVC系統的生產廠家較多，但其裝置的調節參數設置是否合理，能否滿足電網運行要求，尚無統一的檢測標準和評價標準，如何選擇和評價已有AVC系統的運行性能，如何對已有的AVC系統做入網測試成為目前各大電力公司急需解決的問題。而實時數字仿真器RTDS (Real Time Digital Simulator)由加拿大曼尼托巴RTDS公司開發制造，是一種專門設計用于研究電力系統中電磁暫態現象的裝置。RTDS仿真裝置包括一個廣泛的電力系統控制系統元件模塊庫。用戶能夠通過連續現有的元件模塊而組建起電力系統的回路和相關的控制回路。對于保護和控制方案進行徹底的設計、研究和試驗。當進行閉環試驗的時候，應用大量的數字量和模擬量的輸入/輸出接口，實際的保護和控制裝置能與RTDS的仿真裝置相連以便與模擬的電力系統相互作用，RTDS仿真裝置是一個理想的工具。本研究在上述基礎上結合基于調度自動化平臺的電壓無功優化自動控制(AVC)系統的特點進行設計，以期對地區電網AVC系統功能進行離線實時檢測，對其系統功能做A網測試與評價以解決上述存在的問題與缺陷。專利技術內容本專利技術的目的是提供基于RTDS系統所搭建的地區電網AVC系統功能試驗平臺以期對地區電網AVC系統功能進行離線實時檢測；本專利技術的另一目的是提供一種基于RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺的構建方法。實現本專利技術目的之技術方案如下一種基于實時數字仿真器RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺，包括架構、模型、數據庫；所述架構包括實時數字仿真器RTDSJi區電網AVC系統、中間數據轉換接口裝置、數據采集與監視控制系統SCADA，用戶輸入數據和/或指令模塊；所述模型包括AVC系統平臺模型、中央控制系統模型；所述數據庫是保存系統平臺模型中所有子模塊對應的參數配置文件的平臺數據庫；所述系統平臺模型由RTDS電力系統元件搭建完成，該模型仿真實際的電力系統；所述中央控制系統模型由RTDS運行系統元件搭建完成，通過用戶輸入的數據和/或指令模塊對所述系統平臺模型進行控制，使其模型進入相應的運行狀態；所述實時數字仿真器RTDS的多路模擬量輸出端口與中間數據轉換接口裝置的模擬量輸入端口連接，同時將開關位置信號通過RTDS數字量輸出端口連接到中間數據轉換接口裝置的數字量輸入端口，通過數據通信協議IEC104規約轉換成SCADA系統能識別的遙測、遙信信息，通過數據總線傳輸給AVC系統;AVC系統在接收到系統平臺模型的轉換數據后執行系統控制策略，生成的指令信號通過中間數據轉換接口回傳到系統平臺模型和中央控制系統模型。所述AVC系統功能試驗檢測平臺，AVC系統根據接收到的系統運行狀態給出相應的開關控制指令和變壓器調檔指令，通過IEC104規約轉換成遙控量發送給中間數據轉換接口裝置，然后通過轉換裝置的數字量輸出端口一一對應地連接到RTDS配置的數字量輸入端口。所述AVC系統功能試驗檢測平臺，其系統平臺模型選擇某地調局域電網，在RTDS系統中搭建一次系統模型，一次系統模型中包含發電機模型、線路模型、三繞組/兩繞組變壓器模型、負荷模型、電容器模型、電抗器模型。進一步地，還包括系統網損計算控制模型、變壓器分接頭檔位調節控制模型、電容/電抗器投切控制模型，所述控制模型同樣保存在模型文件中，所述控制模型中包含控制對象，對應于所述控制對象進行的控制操作和/或相應的控制配置參數。進一步地，所述中央控制系統模型的操作運行界面用于顯示所述系統平臺模型的運行狀態，運行狀態包含系統運行時的母線電壓、線路有功/無功功率、線路有功損耗、變壓器各繞組有功/無功功率、變壓器有功功率損耗、系統有功損耗、變壓器分接頭檔位狀態、電容/電抗器投切的狀態。更進一步地，所述操作運行界面能對變壓器分接頭檔位和電容/電抗器投切開關進行調控，包含變壓器分接頭檔位的調節開關、電容/電抗器投切開關，以及接收用戶輸入的數據和/或指令。一種基于RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺的構建方法，包含建模與試驗調試方法，所述建模方法步驟如下 (I)新建系統模型文件dft文件并保存； (2a)設置電源模型、變壓器模型、線路模型、電容/電抗器模型、負荷模型、斷路器模型并按照電氣關系連接起來； (2b)完成各種模型的參數設置； (2c)搭建變壓器分接頭檔位調節控制模型； (2d)電容/電抗器投切的控制模型； (3)完成仿真系統平臺建模； (4)新建運行文件sib文件并保存； (5a)搭建仿真系統網架結構； (5b)將系統平臺模型的母線電壓、線路功率、有功損耗、變壓器各側有功/無功、變壓器分接頭檔位狀態、電容/電抗器投切狀態變量以儀表或指示燈建模； (5c)將變壓器分接頭檔位調節和電容/電抗器投切調節以可控開關建模； (5d)將負荷以可調滑塊建模； (6)完成中央控制系統I旲型建豐旲； (7)在RTDS中進行系統調試，完成檢測平臺RTDS軟件部分的整體建模。進一步地，所述的AVC系統功能試驗檢測平臺的構建方法，所述系統調試，包括如下步驟 (1)繪制各變電站系統接線圖和相關的基本電氣參數錄入，在前置表中進行廠站的通信協議配置和遙測遙信、遙控數據的通道配置，然后從SCADA平臺獲取中間數據轉換裝置的輸入輸出數據信息； (2)按照第一個步驟完成系統平臺的搭建，進行待測系統的狀態估計； (3)按照AVC控制策略進行區域電壓控制、區域無功控制等，實現對電容器投切、變壓器調檔以及閉鎖等相關控制； (4)顯示測試結果。本專利技術及實施后的優點與積極效果 I、本專利技術及其實施例對于檢測各個地區電網AVC系統的性能是否滿足國家電網公司技術標準Q/GDW 619-2011《地區電網自動電壓控制(AVC)技術規范》具有重要的現實意義。2、針對目前AVC系統廠家多、尚無統一的檢測標準和評價標準的現狀，本專利技術的實施對建立統一的地區電網AVC功能的技術原則、結構要求、功能及性能指標有重要的指導作用。3、針對行業目前面臨的AVC系統入網測試難的技術問題，提供了很好的解決方案，為各個地調開展AVC系統建設或者AVC系統性能維護提供強大的技術指導。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本專利技術實施例提供的檢測試驗平臺總體結構圖。圖2為本專利技術實施例提供的檢測試驗平臺的構建方法實現流程圖。圖3為本專利技術實施例提供的檢測試驗平臺的試驗原理圖。圖4為本專利技術實施例提供的所述區域電網的電力系統一次系統接線示意圖。圖5為本專利技術實施例提供的系統平臺模型縮略圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于數字仿真器RTDS的地區電網AVC系統功能試驗檢測平臺，包括架構、模型、數據庫；其特征在于，所述架構包括數字仿真器RTDS、地區電網AVC系統、中間數據轉換接口裝置、數據采集與監視控制系統SCADA，用戶輸入數據和/或指令模塊；所述模型包括AVC系統平臺模型、中央控制系統模型；所述數據庫是保存系統平臺模型中所有子模塊對應的參數配置文件的平臺數據庫；所述系統平臺模型由RTDS電力系統元件構建完成，該模型仿真實際的電力系統；所述中央控制系統模型由RTDS運行系統元件構建完成,?通過用戶輸入的數據和/或指令模塊對所述系統平臺模型進行控制，使其模型進入相應的運行狀態；所述數字仿真器RTDS的多路模擬量輸出端口與中間數據轉換接口裝置的模擬量輸入端口連接，同時將開關位置信號通過RTDS數字量輸出端口連接到中間數據轉換接口裝置的數字量輸入端口，通過數據通信協議IEC104規約轉換成SCADA系統能識別的遙測、遙調信息，通過數據總線傳輸給AVC系統；AVC系統在接收到系統平臺模型的轉換數據后執行系統控制策略，生成的指令信號通過中間數據轉換接口回傳到系統平臺模型和中央控制系統模型。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐永紅，李旻，徐琳，張蓓，林瑞星，蒲維，丁會凱，范宏，
申請(專利權)人：四川電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：