基于RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台及其构建方法技术方案

一种基于RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台及其构建方法，由实时数字仿真器RTDS、地区电网AVC系统、中间数据转换接口装置、数据采集与监视控制SCADA系统，用户输入数据和/或指令模块及数据库构成；模型包括AVC系统平台模型、中央控制系统模型；所述系统平台模型、中央控制系统模型由RTDS电力与运行系统元件构建，通过用户输入的数据和/或指令模块对系统平台模型进行控制;实时数字仿真器RTDS的多路模拟量输出端口与中间数据转换接口装置的输入端口连接，并将开关位置信号通过RTDS数字量输出端口连接到中间数据转换接口装置的输入端口，基于数据通信协议IEC104规约转换成SCADA系统能识别的遥测、遥信信息，通过数据总线传输给AVC系统，并提供了AVC系统功能试验检测平台的构建方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统仿真
，更具体地说，涉及一种基于实时数字仿真器RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台及其构建方法。
技术介绍
随着数字化变电站的逐渐完善及智能化输电系统的建设发展，基于调度自动化平台的电压无功优化自动控制(AVC, Automatic Voltage Control)系统越来越多的应用到各大电力系统中，AVC系统的广泛应用，逐步取代了已有的人工操作，对加速电网智能化发展起到巨大的推动作用。目前，国内AVC系统的生产厂家较多，但其装置的调节参数设置是否合理，能否满足电网运行要求，尚无统一的检测标准和评价标准，如何选择和评价已有AVC系统的运行性能，如何对已有的AVC系统做入网测试成为目前各大电力公司急需解决的问题。而实时数字仿真器RTDS (Real Time Digital Simulator)由加拿大曼尼托巴RTDS公司开发制造，是一种专门设计用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置。RTDS仿真装置包括一个广泛的电力系统控制系统元件模块库。用户能够通过连续现有的元件模块而组建起电力系统的回路和相关的控制回路。对于保护和控制方案进行彻底的设计、研究和试验。当进行闭环试验的时候，应用大量的数字量和模拟量的输入/输出接口，实际的保护和控制装置能与RTDS的仿真装置相连以便与模拟的电力系统相互作用，RTDS仿真装置是一个理想的工具。本研究在上述基础上结合基于调度自动化平台的电压无功优化自动控制(AVC)系统的特点进行设计，以期对地区电网AVC系统功能进行离线实时检测，对其系统功能做A网测试与评价以解决上述存在的问题与缺陷。专利技术内容本专利技术的目的是提供基于RTDS系统所搭建的地区电网AVC系统功能试验平台以期对地区电网AVC系统功能进行离线实时检测；本专利技术的另一目的是提供一种基于RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台的构建方法。实现本专利技术目的之技术方案如下一种基于实时数字仿真器RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台，包括架构、模型、数据库；所述架构包括实时数字仿真器RTDSJi区电网AVC系统、中间数据转换接口装置、数据采集与监视控制系统SCADA，用户输入数据和/或指令模块；所述模型包括AVC系统平台模型、中央控制系统模型；所述数据库是保存系统平台模型中所有子模块对应的参数配置文件的平台数据库；所述系统平台模型由RTDS电力系统元件搭建完成，该模型仿真实际的电力系统；所述中央控制系统模型由RTDS运行系统元件搭建完成，通过用户输入的数据和/或指令模块对所述系统平台模型进行控制，使其模型进入相应的运行状态；所述实时数字仿真器RTDS的多路模拟量输出端口与中间数据转换接口装置的模拟量输入端口连接，同时将开关位置信号通过RTDS数字量输出端口连接到中间数据转换接口装置的数字量输入端口，通过数据通信协议IEC104规约转换成SCADA系统能识别的遥测、遥信信息，通过数据总线传输给AVC系统;AVC系统在接收到系统平台模型的转换数据后执行系统控制策略，生成的指令信号通过中间数据转换接口回传到系统平台模型和中央控制系统模型。所述AVC系统功能试验检测平台，AVC系统根据接收到的系统运行状态给出相应的开关控制指令和变压器调档指令，通过IEC104规约转换成遥控量发送给中间数据转换接口装置，然后通过转换装置的数字量输出端口一一对应地连接到RTDS配置的数字量输入端口。所述AVC系统功能试验检测平台，其系统平台模型选择某地调局域电网，在RTDS系统中搭建一次系统模型，一次系统模型中包含发电机模型、线路模型、三绕组/两绕组变压器模型、负荷模型、电容器模型、电抗器模型。进一步地，还包括系统网损计算控制模型、变压器分接头档位调节控制模型、电容/电抗器投切控制模型，所述控制模型同样保存在模型文件中，所述控制模型中包含控制对象，对应于所述控制对象进行的控制操作和/或相应的控制配置参数。进一步地，所述中央控制系统模型的操作运行界面用于显示所述系统平台模型的运行状态，运行状态包含系统运行时的母线电压、线路有功/无功功率、线路有功损耗、变压器各绕组有功/无功功率、变压器有功功率损耗、系统有功损耗、变压器分接头档位状态、电容/电抗器投切的状态。更进一步地，所述操作运行界面能对变压器分接头档位和电容/电抗器投切开关进行调控，包含变压器分接头档位的调节开关、电容/电抗器投切开关，以及接收用户输入的数据和/或指令。一种基于RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台的构建方法，包含建模与试验调试方法，所述建模方法步骤如下 (I)新建系统模型文件dft文件并保存； (2a)设置电源模型、变压器模型、线路模型、电容/电抗器模型、负荷模型、断路器模型并按照电气关系连接起来； (2b)完成各种模型的参数设置； (2c)搭建变压器分接头档位调节控制模型； (2d)电容/电抗器投切的控制模型； (3)完成仿真系统平台建模； (4)新建运行文件sib文件并保存； (5a)搭建仿真系统网架结构； (5b)将系统平台模型的母线电压、线路功率、有功损耗、变压器各侧有功/无功、变压器分接头档位状态、电容/电抗器投切状态变量以仪表或指示灯建模； (5c)将变压器分接头档位调节和电容/电抗器投切调节以可控开关建模； (5d)将负荷以可调滑块建模； (6)完成中央控制系统I旲型建丰旲； (7)在RTDS中进行系统调试，完成检测平台RTDS软件部分的整体建模。进一步地，所述的AVC系统功能试验检测平台的构建方法，所述系统调试，包括如下步骤 (1)绘制各变电站系统接线图和相关的基本电气参数录入，在前置表中进行厂站的通信协议配置和遥测遥信、遥控数据的通道配置，然后从SCADA平台获取中间数据转换装置的输入输出数据信息； (2)按照第一个步骤完成系统平台的搭建，进行待测系统的状态估计； (3)按照AVC控制策略进行区域电压控制、区域无功控制等，实现对电容器投切、变压器调档以及闭锁等相关控制； (4)显示测试结果。本专利技术及实施后的优点与积极效果 I、本专利技术及其实施例对于检测各个地区电网AVC系统的性能是否满足国家电网公司技术标准Q/GDW 619-2011《地区电网自动电压控制(AVC)技术规范》具有重要的现实意义。2、针对目前AVC系统厂家多、尚无统一的检测标准和评价标准的现状，本专利技术的实施对建立统一的地区电网AVC功能的技术原则、结构要求、功能及性能指标有重要的指导作用。3、针对行业目前面临的AVC系统入网测试难的技术问题，提供了很好的解决方案，为各个地调开展AVC系统建设或者AVC系统性能维护提供强大的技术指导。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例提供的检测试验平台总体结构图。图2为本专利技术实施例提供的检测试验平台的构建方法实现流程图。图3为本专利技术实施例提供的检测试验平台的试验原理图。图4为本专利技术实施例提供的所述区域电网的电力系统一次系统接线示意图。图5为本专利技术实施例提供的系统平台模型缩略图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字仿真器RTDS的地区电网AVC系统功能试验检测平台，包括架构、模型、数据库；其特征在于，所述架构包括数字仿真器RTDS、地区电网AVC系统、中间数据转换接口装置、数据采集与监视控制系统SCADA，用户输入数据和/或指令模块；所述模型包括AVC系统平台模型、中央控制系统模型；所述数据库是保存系统平台模型中所有子模块对应的参数配置文件的平台数据库；所述系统平台模型由RTDS电力系统元件构建完成，该模型仿真实际的电力系统；所述中央控制系统模型由RTDS运行系统元件构建完成,?通过用户输入的数据和/或指令模块对所述系统平台模型进行控制，使其模型进入相应的运行状态；所述数字仿真器RTDS的多路模拟量输出端口与中间数据转换接口装置的模拟量输入端口连接，同时将开关位置信号通过RTDS数字量输出端口连接到中间数据转换接口装置的数字量输入端口，通过数据通信协议IEC104规约转换成SCADA系统能识别的遥测、遥调信息，通过数据总线传输给AVC系统；AVC系统在接收到系统平台模型的转换数据后执行系统控制策略，生成的指令信号通过中间数据转换接口回传到系统平台模型和中央控制系统模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永红，李旻，徐琳，张蓓，林瑞星，蒲维，丁会凯，范宏，
申请(专利权)人：四川电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：