高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统及运行方法，该AVC子站系统配合主站AVC使用，AVC子站系统包括AVC上位机、AVC下位机、AVC监视主机，相互之间能够通信，上位机采集调相机组和换流站远动系统的数据信息并将数据上传至AVC主站，接收AVC主站的命令，并进行二次目标分配，发送指令至下位机对调相机组进行无功输出调节控制，上述系统及其运行方法实现了稳态的无功电压维持和暂态的无功跟随和后故障恢复过程的系统无功交换功能。

AVC Substation System and Operation Method of Automatic Voltage Control for Phase Modulator in High Voltage Converter Station

The invention discloses an automatic voltage control AVC sub-station system and its operation method for a high voltage converter station. The AVC sub-station system is used in conjunction with the main station AVC. The AVC sub-station system includes the AVC upper computer, the AVC lower computer and the AVC monitoring host computer, which can communicate with each other. The upper computer collects the data information of the phase modulator and the remote control system of the converter station and uploads the data to the AVC master station to receive the AVC master station. Station commands are assigned to secondary targets, and the commands are sent to the lower computer to control the reactive power output of the phase modulator. The above system and its operation method realize the functions of reactive power exchange in the process of steady-state reactive power and voltage maintenance, transient reactive power follow-up and post-fault recovery.

【技术实现步骤摘要】
高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统及运行方法
本专利技术涉及电工
，具体是涉及一种高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统及运行方法。
技术介绍
随着我国特高压直流的快速发展、清洁能源的大规模开发、大比例受电地区的集中出现，电网特性发生较大变化，部分地区动态无功储备下降、电压支撑不足的问题愈发突出，电压稳定问题成为大电网安全稳定的主要问题之一。为提高电网动态无功补偿能力，增加地区电网动态无功储备水平，有效解决电压支撑不足的问题，需要在电网中加装调相机等动态无功设备，提高电网动态无功补偿能力。换流站加装调相机后可以为系统提供紧急无功电压支撑，降低了直流发生连续换相失败的风险，有助于直流功率的快速恢复和系统稳定；还可大幅降低故障后的电压波动幅度，有助于故障后系统电压的快速恢复；同时可以有效提升换流站的系统短路容量和短路电流水平。调相机的特点是具备较强的双向无功调节能力的同步补偿机，在系统故障严重电压跌落或突升时能短时快速提供或吸收无功，而在系统正常稳定态时需要保持一个稳定的无功输出值，以便能够参与系统电压稳定的维持并保持机组最大的动态无功容量备用。因此，需要一种新的技术方案以解决上述应用场景的正常运行的技术问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种配合主站AVC功能进行控制的高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统及运行方法，由该AVC子站系统配合主站系统对调相机组无功输出进行调节控制，实现稳态的无功电压维持和暂态的无功跟随和后故障恢复过程的系统无功交换功能。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种换流站调相机自动电压控制AVC子站系统，所述AVC子站系统与AVC主站系统配合使用，通过接收AVC主站系统的全站无功设定命令来对站内的调相机无功输出进行控制，其所述AVC子站系统包括：至少一台上位机，多个下位机和至少一台监视主机，所述上位机、下位机、监视主机通过交换机组成独立控制网络，所述上位机配置有通信模块，实现与所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统，AVC主站系统的通信，采集下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的数据，并在所述AVC主站系统的命令下输出对所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的无功输出进行控制的指令；所述监视主机用于监视所述AVC子站系统的运行状态、用于查询AVC子站系统运行的历史数据曲线、以及用于提供人工控制调机机组增减磁界面以及全站无功目标值的设定界面；所述下位机配置有采集模块、输出模块和控制模块，所述采集模块采集调相机组的信号量和直流模拟量，所述输出模块输出直流模拟量和脉冲接点，所述控制模块配置为在所述下位机接收到上位机的指令时调节调相机组DCS系统的无功的输出。在一个具体的实施例中，所述上位机的通信模块包括多个网络接口，通过多个网络接口采集调相机组DCS系统、换流站远动系统的数据并将数据上传至所述AVC主站系统，并接收所述AVC主站系统的下行目标指令，根据调相机组DCS系统的状态进行调相机组DCS系统目标值的二次分配。在一个具体的实施例中，所述上位机的数量包括两台，所述两台上位机分别独立运行AVC控制设置并与所述AVC主站通信，且根据远方就地情况和接收调度命令情况自动选择某一台上位机输出控制命令给下位机执行。在一个具体的实施例中，所述上位机中设置有数据库，数据库中配置所有的AVC子站系统运行和监视工程数据信息，所述数据信息包括AVC子站系统实时运行数据和AVC子站系统计算产生的虚拟数据，数据库支持数据在线修改即时生效，所述上位机将指定时段周期历史事件数据，历史测量运行数据存储在数据库中。在一个具体的实施例中，所述上位机中运行AVC自动电压控制系统，所述AVC自动电压控制系统能够实现在稳态下根据电压设定目标和调度下发无功全站目标值，对调相机组DCS系统的无功输出进行分配与控制，在故障态下根据调相机组励磁强励状态对调相机组目标值进行跟踪和故障恢复后的系统无功置换，且所述AVC自动电压控制系统根据不同电压区间对系统控制的进行远方就地控制自动切换或全站的功能退出，在不同安全约束条件下对全站或调相机组进行自动闭锁和解锁。在一个具体的实施例中，所述下位机数量与调相机组数量相同，所述下位机可接入调相机组DCS/AVR系统，下位机配置4-20mA输出和固定脉宽脉冲输出板块，配合调相机组DCS/AVR系统对调相机组无功输出进行控制，下位机配置调相机组AVC系统投入压板，增磁闭锁压板，减磁闭锁压板，分别实现由上位机控制的对调相机组AVC系统投入，增磁闭锁，减磁闭锁的设置。在一个具体的实施例中，所述高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统在交流系统电压变化进入故障区情况下，能够根据调相机组励磁电流的变化判断是否为强励模式，在所述强励模式下所述AVC子站系统自动进入实发无功目标跟随模式，直到所述AVC子站系统电压恢复正常。在一个具体的实施例中，所述高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统配置有故障恢复的无功置换，在AVC子站系统故障恢复中，可根据调度下发指令值将调相机无功和周边无功设备进行无功置换，置换过程AVC子站系统保持全站内调相机最大无功上下限值直到过程结束。在一个具体的实施例中，所述高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统配置有稳态的电压维持，在AVC子站系统交流电压在运行区的范围内，能够根据预设的系统额定电压目标值，结合调相机组的目标无功，对调相机组进行相应的增减磁调节，使调相机组无功和AVC子站系统电压维持一个稳定的运行值。相应地，本专利技术还提出了一种换流站调相机自动电压控制AVC子站系统的运行方法，所述AVC子站系统与AVC主站系统配合使用，通过接收AVC主站系统的全站无功设定命令来对站内的调相机无功输出进行控制，所述AVC子站系统包括：至少一台上位机，多个下位机和至少一台监视主机，所述上位机、下位机、监视主机通过交换机组成独立控制网络，其包括：建立所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统，AVC主站系统之间的通信和数据采集，并在所述AVC主站系统的命令下输出对所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的无功输出进行控制的指令；监视所述AVC子站系统的运行状态、用于查询AVC子站系统运行的历史数据曲线、以及用于提供人工控制调机机组增减磁界面以及全站无功目标值的设定界面；采集调相机组的信号量和直流模拟量，输出直流模拟量和脉冲接点，所述下位机可接入调相机组DCS/AVR励磁系统，在所述下位机接收到上位机的指令时调节调相机组DCS系统的无功的输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过自动电压控制AVC子站系统实现对调相机运行的自动控制，在系统电压正常范围内，能够使调相机机组无功保持一个稳定输出，保留最大的动态无功备用，并最大限度参与系统电压的维持。在系统电压非正常态情况下，能够实现控制权就地远方的自动切换与功能的闭锁退出，并配合机组励磁系统实现强励状态的无功目标值跟随，在系统故障恢复过程中配合主站完成的系统无功置换，使系统能够恢复最大动态无功备用。上述AVC子站系统的运行方法结合利用采集的换流站运行数据、调相机运行数据、调度AVC主站指令数据，对调相机系统在稳态运行和暂态故障情况和故障恢复过程中运行进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统，所述AVC子站系统与AVC主站系统配合使用，通过接收AVC主站系统的全站无功设定命令来对站内的调相机无功输出进行控制，其特征在于，所述AVC子站系统包括：至少一台上位机，多个下位机和至少一台监视主机，所述上位机、下位机、监视主机通过交换机组成独立控制网络，所述上位机配置有通信模块，实现与所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统，AVC主站系统的通信，采集下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的数据，并在所述AVC主站系统的命令下输出对所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的无功输出进行控制的指令；所述监视主机用于监视所述AVC子站系统的运行状态、用于查询AVC子站系统运行的历史数据曲线、以及用于提供人工控制调机组增减磁界面以及全站无功目标值的设定界面；所述下位机配置有采集模块、输出模块和控制模块，所述采集模块采集调相机组的信号量和直流模拟量，所述输出模块输出直流模拟量和脉冲接点，所述控制模块配置为在所述下位机接收到上位机的指令时调节调相机组DCS系统的无功的输出。

【技术特征摘要】
1.一种高压换流站调相机自动电压控制AVC子站系统，所述AVC子站系统与AVC主站系统配合使用，通过接收AVC主站系统的全站无功设定命令来对站内的调相机无功输出进行控制，其特征在于，所述AVC子站系统包括：至少一台上位机，多个下位机和至少一台监视主机，所述上位机、下位机、监视主机通过交换机组成独立控制网络，所述上位机配置有通信模块，实现与所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统，AVC主站系统的通信，采集下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的数据，并在所述AVC主站系统的命令下输出对所述下位机、换流站远动系统、调相机组DCS系统的无功输出进行控制的指令；所述监视主机用于监视所述AVC子站系统的运行状态、用于查询AVC子站系统运行的历史数据曲线、以及用于提供人工控制调机组增减磁界面以及全站无功目标值的设定界面；所述下位机配置有采集模块、输出模块和控制模块，所述采集模块采集调相机组的信号量和直流模拟量，所述输出模块输出直流模拟量和脉冲接点，所述控制模块配置为在所述下位机接收到上位机的指令时调节调相机组DCS系统的无功的输出。2.如权利要求1所述的AVC子站系统，其特征在于，所述上位机的通信模块包括多个网络接口，通过多个网络接口采集调相机组DCS系统、换流站远动系统的数据并将数据上传至所述AVC主站系统，并接收所述AVC主站系统的下行目标指令，根据调相机组DCS系统的状态进行调相机组DCS系统目标值的二次分配。3.如权利要求1所述的AVC子站系统，其特征在于，所述上位机的数量包括两台，所述两台上位机分别独立运行AVC控制设置并与所述AVC主站通信，且根据远方就地情况和接收调度命令情况自动选择某一台上位机输出控制命令给下位机执行。4.如权利要求1所述的AVC子站系统，其特征在于，所述上位机中设置有数据库，数据库中配置所有的AVC子站系统运行和监视工程数据信息，所述数据信息包括AVC子站系统实时运行数据和AVC子站系统计算产生的虚拟数据，数据库支持数据在线修改即时生效，所述上位机将指定时段周期历史事件数据，历史测量运行数据存储在数据库中。5.如权利要求1所述的AVC子站系统，其特征在于，所述上位机中运行AVC自动电压控制系统，所述AVC自动电压控制系统能够实现在稳态下根据电压设定目标和调度下发无功全站目标值，对调相机组DCS系统的无功输出进行分配与控制，在故障态下根据调相机组励磁强励状态对调相机组目标值进行跟踪和故障恢复后的系统无功置换，且所述AVC自动电压控制系统根据不同电压区间对系统控制的进行远方就地控制自动切换或...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱强，姬海超，黄茂森，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32