电压无功综合控制系统的跟踪模拟测试方法技术方案

本发明专利技术公开一种电压无功综合控制系统的测试方法。测试过程以实时数据为基础，跟踪ＶＱＣ的控制过程，计算实时状态与预想状态的状态差，形成闭环测试过程。获取系统实时数据；认为无功设备受且只受ＶＱＣ控制；将ＶＱＣ控制下的估测状态当作预想状态；确定无功元件动作对各模拟量的影响关系；检测并累计ＶＱＣ的控制过程，得出各无功元件的预想运行状态；利用预想状态与实时状态下无功元件运行状态的状态差，得出预想状态下各模拟量的总变化量，进而得出预想状态的全部数据；以预想状态作为ＶＱＣ的测试环境，检测ＶＱＣ的动作过程；以预想状态下控制对象的总越限时间及ＶＱＣ的总控制次数作为最终测试结果。采用本方法，可以体现ＶＱＣ的实际控制过程，可以此作为ＶＱＣ的投运依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统自动控制或调节过程的验证技术，具体涉及一种 电压无功综合控制功能的模拟测试方法，属于电力系统控制

技术介绍
电压无功综合控制系统普遍应用于变电站及负荷终端等处，通过控制无功设备，如调节有载调压变压器的分接头或投/退电容器/电抗器，以维持当地 局部电压、无功的平衡。为了描述方便，在本专利技术中将电压无功综合控制系统/ 装置统称为VQC，下同。为了验证各种自动控制装置的准确性，在装置投入使用前，有必要对自动 装置进行检测。VQC的检测过程相对粗糙，《电压无功综合控制装置测试仪的研 发及改进》(江阳，华北电力技术，2004， 2， P12—P15)及《电压无功综合控制 装置调试仪的研发及改进》(江阳，电力设备，2004， 5-3, P41—P44)中提及的 VQC测试过程，描述了阶段性的过程测试。即给VQC装置加入特定输入量，观 察VQC在特定运行过程中的控制情况。如观察VQC装置在低电压时是否会发 出上调档命令。实际运行过程中，VQC装置需实现持续控制，其输出信息为连续 的控制序列。后续控制进程受当前运行状态及前期控制序列的双重制约，因此 简单的阶段性过程测试无法体现VQC的综合控制效果。由于变电站间的一些差 异，VQC的实际控制环境各不相同。具体的控制效果只有在VQC投入使用后才能 得以体现。当VQC的控制效果不佳时，常规的处理过程为先将VQC退出，离 线分析控制过程，改进控制流程，重新投入使用。我们称上述处理过程为一个 改动周期。在一个改动周期中，必须将自动装置先退出、再投入，这两个过程要改变 控制设备的运行方式，必须向系统提交申请，处理过程繁瑣。对控制过程的改 进，主要依靠人们的处理经验，并没有彻底解决问题的依据。在实际控制过程 中，常会针对同一个问题进行多次改动。不但增加了运行调试人员的工作量，同时降低了项目组的信誉度。为此，每次改动都必须非常谨慎。有些场所为了避免改动，会让VQC在次优控制模式下运行，有时甚至干脆将VQC退出使用。 为了提高控制水平，人们尽可能优化控制流程。但在工程实施的过程中， 有经验的开发、运行人员无法跟踪每台VQC。同时，人们鈞经验也会出错，现场 改动将无法避免。国内、国际上使用的主流VQC产品，有些可以提供在线模拟运行功能，但 其所述的模拟运行，只是以现场的实际输入量作为VQC的测试环境，检测VQC 装置的动作情况。如当前电压偏低时，检测VQC是否会给出升档命令。其模 拟过程依旧反映了阶段性测试效果。阶段性过程测试无法反映装置的真实控制 水平，还体现在以下几个方面(1) 无法体现VQC装置的累计控制效果。VQC装置投入使用后，每次发出控 制指令，都将改变无功设备的工作状态，从而影响系统电压、无功的分布。而 在模拟运行期间，并没有实际给出控制出口，系统状态维持不变，VQC装置 的测试环境没有得到有效反馈。因此，其模拟控制结果只能反映出在当前状态 下的直接控制效果，无法体现 一 段时间内的综合控制效果。(2) 在VQC 模拟运行期间，为了维持变电站局部电压、无功的平衡，通 常需要借助其他手段对无功设备进行调节，如在无功过高时人为投入电容器。 而VQC—旦投入使用，这些调节手段将不再使用，在VQC 模拟运行过程中，不能准确估算出没有辅助无功控制过程的系统运行状态。(3) 测试结果不完善。在VQC的模拟运行期间，可以判断出在特定的运 行方式下，VQC的动作情况。由于运行状态没有被改变，无法综合得出一段时间 内VQC的控制总次数及控制对象的累记越限时间，测试结果单一、片面。已有VQC的测试系统及其所提及的模拟运行功能，均无法回避上述基本矛 盾，不能作为VQC投入使用的依据。
技术实现思路
在VQC投入使用之前，目前尚没有有效的测试手段可以准确评估出VQC的 实际控制水平，致使大量VQC带病投运，严重影响了VQC的应用。鉴于存在以 上问题，本专利技术的目的在于提出一套解决方法，可以在VQC不投入使用的情况下，跟踪模拟VQC的实际运行过程，测得VQC在一段时间内的综合控制效果， 有效测试时间可以达到24小时或更长，以此作为VQC的投运依据，从而提高VQC 的控制水平，减少现场改动次数。说明变电站、负荷终端等处的运行曲线具备24小时的周期性；VQC中也 对无功设备的曰(24小时)动作次数进行限制。因此，以24小时作为一个测试 周期，具有很好的实用性，是经典试验用例的测试时限。首先，对本专利技术中的技术术语和概念解释如下概念无功设备一一在本专利技术中，无功设备泛指可以带电调节并对电压及 无功分布产生影响的设备。主要指变电站的有载调压变压器、并补电容器和并 补电抗器，发电机或风机的励磁系统等。概念无功设备动作一一无功设备的运行状态发生改变。通常针对主变分 接头的调节及电容器、电抗器的投/退。概念系统状态一一VQC安装地区局部的系统运行状态，包括主变一次电压、 功率所对应模拟量状态及无功设备的运行状态所对应的数字量状态。概念实时状态一一在VQC安装地区局部可以实际测量到的当前系统状态。术语系统数据一一也简称为数据或曲线。即能够反映系统状态的数据 量。包括数字数据量和模拟数据量。其中，数字数据量，简称为数字量，主要 针对一次设备的状态遥信量，如主变的档位遥信、开关的位置遥信等；模拟 数据量，简称为模拟量，主要针对主变电压、电流、功率等一次模拟量值。一 段时间内的连续数据被合称为曲线。术语测量数据一一也称作测量曲线。即在VQC装置运行处实际测量到 的系统数据曲线。测量数据包括测量数字量和测量模拟量。测量数据可以由VQC 实时测量得出，也可以是记录下来的历史数据。测量曲线可以反映系统的实时 运行过程。概念原始数据一_也称作原始曲线。即各无功设备的运行状态保持不 变，在VQC运行处所测量到的数据曲线。通常情况下，为了维持变电站局部电 压、无功的平衡，会经常调节无功设备，原始数据可以在测量数据的基础上， 通过合理的过程计算估测得出。原始数据包括原始数字量和原始模拟量。由于数字量反映无功设备的运行状态，原始数字量通常保持不变。术语控制对象一一自动控制系统中的目标量。在电压无功综合控制系统 中通常指受控电压和受控无功。通常，受控电压是主变低压侧电压，有时也针 对中压侧电压；受控无功是主变高压侧的注入无功功率。说明电力系统中定义输出功率为正，但VQC装置通常安装在配电网或负 荷终端，为了便于计算，定义高压侧注入功率为正，与常规定义相反。术语影响力一一无功设备动作后，对系统电压、功率等模拟量的影响幅 度。影响力具有方向性。无功设备动作后，其对系统模拟量的影响力始终存在, 影响力随系统状态的改变而变化。概念实时影响力一一无功设备动作后，可以认为其动作前后短时间内系 统参数不变。各系统模拟量的变化量，即可视作在当前状态下本无功设备动作 的影响力，在本专利技术中称之为实时影响力。术语影响规律一一无功设备的影响力与许多因素有关，如注入功率、 系统电压、线路参数等。每台无功设备的影响力与诸因素间呈现出一定的规律， 我们称之为影响规律。术语总影响力一一系统从一个运行状态过渡到另一个运行状态时，会有 部分无功设备状态发生改变，逸些无功设备状态变化所产生的影响力的总和， 被称为总影响力。总影响力是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
电压无功综合控制系统ＶＱＣ的跟踪模拟测试方法，该方法以系统实时运行数据为基础，预想在当前的系统运行状态下的预想状态，即无功设备受且只受ＶＱＣ控制时的系统状态；设置无功设备动作对控制对象及测量量所产生影响的影响规律；测试初期无功设备的运行状态与系统实时状态相同，跟踪ＶＱＣ的控制出口，当检测到ＶＱＣ的控制出口时，改变预想状态下相应无功设备的运行状态；计算各无功设备在预想状态下和在实时状态下的运行状态差；利用各无功设备的运行状态差及其影响规律计算出总影响力，将实时状态中的各模拟量加上总影响力，得出各模拟量的预想状态，进而得出预想状态下的系统运行状态；以预想状态作为ＶＱＣ的测试环境，检测ＶＱＣ的控制过程；以测试过程中无功设备的动作总次数及预想状态中控制对象越限的时间总长作为最终检验结果；其特征在于：该方法具体包括以下步骤：　（１）获取实时数据：通过ＶＱＣ实时测量得出，或通过现场的记录曲线得出；　（２）确定无功设备的影响规律：利用已有的信息量，获知无功设备的影响规律，在能够获得充分的系统参数时，通过潮流计算得出；或利用历史数据，计算出多次无功设备动作的实时影响力，以此确定影响力与各模拟量的关系，拟合得出影响规律；　（３）以预想状态作为ＶＱＣ的运行环境，检测ＶＱＣ的控制出口：利用各无功设备的影响规律及其在预想状态和实时状态下的状态差，得出总影响力；各模拟量以实时状态量为基础，加上总影响力，得出预想运行状态，以此作为ＶＱＣ的测试环境，检测ＶＱＣ的动作过程；　（４）检测到ＶＱＣ的控制出口后，解释出口含义；跟踪对应无功设备的当前预想运行状态，在此基础上改变其对应的预想运行状态，回到步骤３），改变预想运行状态，完成控制反馈；　（５）以测试过程中ＶＱＣ总的控制出口次数及预想状态下控制对象的越限时间总长作为最终测试结果。...

【技术特征摘要】
1、电压无功综合控制系统VQC的跟踪模拟测试方法，该方法以系统实时运行数据为基础，预想在当前的系统运行状态下的预想状态，即无功设备受且只受VQC控制时的系统状态；设置无功设备动作对控制对象及测量量所产生影响的影响规律；测试初期无功设备的运行状态与系统实时状态相同，跟踪VQC的控制出口，当检测到VQC的控制出口时，改变预想状态下相应无功设备的运行状态；计算各无功设备在预想状态下和在实时状态下的运行状态差；利用各无功设备的运行状态差及其影响规律计算出总影响力，将实时状态中的各模拟量加上总影响力，得出各模拟量的预想状态，进而得出预想状态下的系统运行状态；以预想状态作为VQC的测试环境，检测VQC的控制过程；以测试过程中无功设备的动作总次数及预想状态中控制对象越限的时间总长作为最终检验结果；其特征在于该方法具体包括以下步骤(1)获取实时数据通过VQC实时测量得出，或通过现场的记录曲线得出；(2)确定无功设备的影响规律利用已有的信息量，获知无功设备的影响规律，在能够获得充分的系统参数时，通过潮流计算得出；或利用历史数据，计算出多次无功设备动作的实时影响力，以此确定影响力与各模拟量的关系，拟合得出影响规律；(3)以预想状态作为VQC的运行环境，检测VQC的控制出口利用各无功设备的影响规律及其在预想状态和实时状态下的状态差，得出总影响力；各模拟量以实时状态量为基础，加上总影响力，得出预想运行状态，以此作为VQC的测试环境，检测VQC的动作过程；(4)检测到VQC的控制出口后，解释出口含义；跟踪对应无功设备的当前预想运行状态，在此基础上改变其对应的预想运行状态，回到步骤3)，改变预想运行状态，完成控制反馈；(5)以测试过程中VQC总的控制出口次数及预想状态下控制对象的越限时间总长作为最终测试结果。2、 根据权利要求1所述的电压无功综合控制系统的跟踪模拟测试方法， 其特征在于所述的系统运行状态是指以实时运行状态为基础，假设无功设备 按照VQC控制过程改变状态后的系统将...

【专利技术属性】
技术研发人员：白钟，黄国方，吴海，滕春涛，单茂华，刘骥，田小峰，邓路，黄绍真，罗华煜，戴志强，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]