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1、(10)申请公布号 CN 103176471 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103176471 A *CN103176471A* (21)申请号 201310071176.1 (22)申请日 2013.03.06 G05B 23/02(2006.01) (71)申请人 上海电力学院 地址 200090 上海市杨浦区平凉路 2103 号 (72)发明人 范宏 唐永红 丁会凯 徐琳 阳育德 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人 吴宝根 (54) 发明名称 地区电网自动电压控制系统的标准检测试验 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种地区电网自动电压。
2、控制系统 的标准检测试验方法， 首先在实时数字仿真平台 上搭建实际电网的仿真模型、 控制系统模型、 运行 系统模型， 将实时数字仿真器的数据通过数据转 换之后输入到AVC系统中， 然后将AVC系统计算得 到的控制量再通过数据转换重新输入到实时数字 仿真器中， 实现闭环连接， 根据模拟现场的负荷波 动形成设置各个运行方式 ； 然后在仿真平台上对 地区电网 AVC 进行功能测试 ； 利用 AVC 系统的控 制结果来全面检测 AVC 系统的功能及控制效果， 并对其进行评价。能对地区电网自动电压控制系 统正式接入电网进行标准化试验检测， 并对其控 制效果进行有效评估。对于推进地区电网 AVC 系 统的。
3、技术进步起到了积极作用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103176471 A CN 103176471 A *CN103176471A* 1/1 页 2 1. 一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在于， 包括如下步 骤 ： 1） 系统平台建设 ： 包含平台模型构建和闭环连接， 平台模型构建是在实时数字仿真平 台上搭建实际电网的仿真模型、 控制系统模型、 运行系统模型， 将实时数字仿真器的数据通 过数据转换之。
4、后输入到 AVC 系统中， 然后将 AVC 系统计算得到的控制量再通过数据转换重 新输入到实时数字仿真器中， 实现闭环连接 ； 2） 运行方式设置 ： 模拟现场的负荷波动形成的各个运行方式 ； 3） 地区电网 AVC 的功能测试 ： 包含 AVC 状态估计校核、 SCADA 系统实时数据库和 CIM 公 共信息模型解析数据和实时仿真数据比对、 告警与闭锁检测、 自动分区功能检测、 AVC 控制 算法检测、 统计功能检测、 省地协调控制检测 ； 4） 控制效率的对比测试 ： 采用地区电网 AVC 系统与无功电压闭环控制系统进行控制性 能对比测试， 将两者的控制结果通过综合评价方法来评价。 2. 。
5、根据权利要求 1 所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在 于， 所述步骤 1） 中实时数字仿真器的数据包括母线电压、 线路有功功率、 线路无功功率、 电 源点的有功功率、 电源点的无功功率、 负荷有功功率、 负荷无功功率。 3. 根据权利要求 1 所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在 于， 所述步骤 2） 中运行方式包括区域电压低、 区域电压高、 母线电压低、 母线电压高、 区域无 功过补、 区域无功欠补、 单站无功过补、 单站无功欠补运行方式。 4. 根据权利要求 1 所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在 于， 所述步骤 3） 。
6、中 AVC 状态估计校核包含遥测越限、 线路有功功率和无功功率遥测不平衡、 可疑开关刀闸状态、 重载监视和越限的统计。 5. 根据权利要求 1 所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在 于， 所述步骤 3） 中 SCADA 系统实时数据库和 CIM 公共信息模型解析数据和实时仿真数据比 对， 是指将三者数据进行对比， 数据包含各母线电压有效值、 各变压器有功功率、 各变压器 无功功率、 各线路有功功率、 各线路无功功率、 可调变压器分接头档位、 电容 / 电抗器投切 状态。 6. 根据权利要求 1 所述地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 其特征在 于， 所述步骤 4。
7、） 中综合评价方法中评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标， 经济 调节费用指标包含网损费用、 变压器分接头动作费用、 电容 / 电抗器组动作费用， 控制效率 包含电压质量和关口力率。 权 利 要 求 书 CN 103176471 A 2 1/4 页 3 地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法 技术领域 0001 本发明涉及一种检测试验方法， 特别涉及一种地区电网自动电压控制系统的标准 检测试验方法。 背景技术 0002 目前， 地区电网自动电压控制系统 （AVC） 系统已作为无功电压调控手段， 但是， 有 相当部分地区电网的自动电压控制系统未经过专业机构的检测并投入运行， 在 AVC。
8、 系统的 实际电力系统运行中也会出现很多实际问题， 如变电站低容低抗频繁调节、 地区电网不能 自动分区、 缺乏全网优化、 系统控制策略不合理等问题难以解决。至今为止， 还未出现一套 标准的地区电网自动电压控制系统的闭环检测试验方法。 发明内容 0003 本发明是针对地区电网情况复杂检测困难的问题， 提出了一种地区电网自动电压 控制系统的标准检测试验方法， 实现地区电网 AVC 系统的准确快速高效全面的的功能和控 制效果。 0004 本发明的技术方案为 ： 一种地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方法， 包 括如下步骤 ： 1） 系统平台建设 ： 包含平台模型构建和闭环连接， 平台模型构建是在。
9、实时数字仿真平 台上搭建实际电网的仿真模型、 控制系统模型、 运行系统模型， 将实时数字仿真器的数据通 过数据转换之后输入到 AVC 系统中， 然后将 AVC 系统计算得到的控制量再通过数据转换重 新输入到实时数字仿真器中， 实现闭环连接 ； 2） 运行方式设置 ： 模拟现场的负荷波动形成的各个运行方式 ； 3） 地区电网 AVC 的功能测试 ： 包含 AVC 状态估计校核、 SCADA 系统实时数据库和 CIM 公 共信息模型解析数据和实时仿真数据比对、 告警与闭锁检测、 自动分区功能检测、 AVC 控制 算法检测、 统计功能检测、 省地协调控制检测 ； 4） 控制效率的对比测试 ： 采用地。
10、区电网 AVC 系统与无功电压闭环控制系统进行控制性 能对比测试， 将两者的控制结果通过综合评价方法来评价。 0005 所述步骤 1） 中实时数字仿真器的数据包括母线电压、 线路有功功率、 线路无功功 率、 电源点的有功功率、 电源点的无功功率、 负荷有功功率、 负荷无功功率。 0006 所述步骤 2） 中运行方式包括区域电压低、 区域电压高、 母线电压低、 母线电压高、 区域无功过补、 区域无功欠补、 单站无功过补、 单站无功欠补运行方式。 0007 所述步骤 3） 中 AVC 状态估计校核包含遥测越限、 线路有功功率和无功功率遥测不 平衡、 可疑开关刀闸状态、 重载监视和越限的统计。 00。
11、08 所述步骤 3） 中 SCADA 系统实时数据库和 CIM 公共信息模型解析数据和实时仿真 数据比对， 是指将三者数据进行对比， 数据包含各母线电压有效值、 各变压器有功功率、 各 变压器无功功率、 各线路有功功率、 各线路无功功率、 可调变压器分接头档位、 电容 / 电抗 说 明 书 CN 103176471 A 3 2/4 页 4 器投切状态。 0009 所述步骤 4） 中综合评价方法中评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标， 经济调节费用指标包含网损费用、 变压器分接头动作费用、 电容 / 电抗器组动作费用， 控制 效率包含电压质量和关口力率。 0010 本发明的有益效果在于 ：。
12、 本发明地区电网自动电压控制系统的标准检测试验方 法， 对检测地区电网 AVC 系统是否满足国家电网公司的技术标准 Q/GDW 619-2011地区电 网自动电压控制 （AVC） 技术规范 具有重要现实意义 ； 可全面检测地区电网 AVC 系统的功能 和控制效果 ； 对于推进地区电网 AVC 系统的技术进步起到了积极作用。 附图说明 0011 图 1 为本发明地区电网自动电压控制系统进行标准检测试验流程示意图 ； 图 2 为本发明地区电网自动电压控制系统控制效果检测试验流程示意图 ； 图 3 为本发明地区电网自动电压控制系统控制策略综合评价体系示意图 ； 图 4 为本发明地区电网自动电压控制系。
13、统告警与闭锁检测示意图。 具体实施方式 0012 如图 1 所示地区电网自动电压控制系统进行标准检测试验流程示意图， 包含系统 平台建设、 运行方式设置、 AVC 系统功能及控制效率的对比测试。 0013 所述系统平台建设包含平台模型构建和闭环连接两项。 所述平台模型是指在实时 数字仿真平台上搭建实际电网的仿真模型、 控制系统模型、 运行系统模型。 所述闭环连接是 指， 将实时数字仿真器与地区电网自动电压控制 AVC 系统通过数据转换后进行连接， 实现 双向通信。在闭环运行中， 仿真模型的母线电压、 线路有功功率、 线路无功功率、 电源点的 有功功率、 电源点的无功功率、 负荷有功功率、 负荷。
14、无功功率数据通过数据转换之后输入到 AVC 系统中 ； 最后， 将 AVC 系统计算得到的控制量再通过数据转换重新输入到实时数字仿真 器中。 0014 所述运行方式设置是指模拟现场的负荷波动形成的各个断面运行方式， 如 ： 单站 电压低、 单站电压高、 区域电压低、 区域电压高、 全网电压低、 全网电压高各种运行方式。 0015 所述地区电网 AVC 的功能测试包含 AVC 状态估计校核、 SCADA 系统实时数据库和 CIM 公共信息模型解析数据和实时仿真数据比对、 告警与闭锁检测、 自动分区功能检测、 AVC 控制算法 （包含区域电压策略、 母线电压策略、 区域无功策略、 单站无功策略、 。
15、综合运行方式 下的控制策略） 检测、 统计功能检测、 省地协调控制检测七项主要内容。 0016 所述地区电网 AVC 系统控制效率的对比测试是指利用无功电压闭环控制系统作 为地区电网 AVC 系统的对比测试工具， 将两者的控制结果通过综合评价方法来评价。图 2 给出了采用地区电网 AVC 系统与无功电压闭环控制系统进行控制性能对比测试的控制效 果检测试验流程示意图。图 3 给出了当得到两种控制方法的控制结果之后对地区电网 AVC 系统的控制策略综合评价体系示意图。 0017 所述综合评价的各项评价指标包含经济调节费用指标和控制效率指标两大类。 其 中， 经济调节费用指标又包含网损费用、 变压器。
16、分接头动作费用、 电容 / 电抗器组动作费 用 ； 而控制效率包含电压质量和关口力率。其中， 对于网损费用的计算， 计算一工况运行一 说 明 书 CN 103176471 A 4 3/4 页 5 小时的网损费用。对于变压器分接头动作费用， 根据变压器分接头动作次数与每次费用折 算成变压器分接头动作费用。对于电容 / 电抗器组动作费用， 根据电容 / 电抗器组投切动 作次数折算成动作费用。对于经济调节费用按照线性加权综合评价法计算得到。对于电压 质量， 按照各电压等级的设定各电压等级合格的上下界作为电压合格的设定标准， 如果通 过 AVC 控制之后达到所要求的电压范围， 则认为控制合格， 否则认。
17、为控制不合格。合格则评 价指为 1-5 取值， 不合格则评价指为 0。对于关口力率， 当 AVC 控制之后的关口力率达到设 定值 0.9 及以上， 则认为控制合格， 反之控制不合格。合格则评价指为 1-5 取值， 不合格则 评价指为 0。表 1 列出电压稳定和关口力率的评价标准。对于控制效率指标按照线性加权 综合评价法计算得到。 0018 表 1 评价值 12345 电压质 量 电压多于3个不 合格 电压 3 个不合格电压 2 个不合格电压 1 个不合格电压合格 关口力 率 所有关口力率 都小于 0.8 一个关口力率大于 0.8 小于 0.9 ； 其他关口力率小于 0.8 两个关口力率都大于 。
18、0.8 小于 0.9 一个关口力率大于 0.9 ； 其他 关口力率大于 0.8 小于 0.9 所有关口力率 大于 0.9 通过以下实施例可知， 地区电网自动电压控制系统标准检测试验方法可对地区电网 AVC 系统功能和控制效果进行标准检测。 0019 AVC 状态估计校核试验 ： AVC 系统具有模型验证功能， 当参数不全或出错时， 系统 会给出告警和提示信息。在试验中测试了 AVC 系统的预处理信号测试， 包含遥测越限、 线 路有功功率和无功功率遥测不平衡、 可疑开关刀闸状态， AVC 系统在预处理信息环节均能识 别。 此外， 状态估计环节还包含重载监视和越限的统计功能， 在试验中， 对线路潮。
19、流、 变压器 视在功率、 发电机有功功率的重载和越限进行了测试， AVC 系统给出统计结果。同时， 还对 可疑数据进行了排查， 对伪量测信息进行了统计测试。 0020 SCADA 和 CIM 模型解析数据和实时仿真数据比对 ： 在试验中， 调节一中运行方式， 对比 SCADA 采集系统运行数据和 AVC 系统计算数据即 CIM 模型解析数据和实时仿真数据进 行了对比。数据包含各母线电压有效值、 各变压器有功功率、 各变压器无功功率、 各线路有 功功率、 各线路无功功率、 可调变压器分接头档位、 电容 / 电抗器投切状态。通过比对发现， 三者数据基本一致。 0021 告警和闭锁信息检测 ： 在实。
20、时数字仿真平台上模拟电力系统接收到变压器调档命 令后档位一次变化超过两档， 即模拟变压器分接头滑档的情况。 如 ： 模拟光明站变压器滑档 情况， 此时， 光明站 10kV 母线运行在 11.01kV， 超过光明 10kV 电压上限 11kV， 则 AVC 给出光 明站主变档位下调的控制策略。当 RTDS 接收到变压器降档命令后， 光明站主变档位从 4 档 降为 1 档并反馈给 AVC 系统。图 4 为本发明地区电网自动电压控制系统告警与闭锁检测示 意图， 给出了 “光明 1 号主变滑档” 的闭锁信息和相应的闭锁原因信息提示。此外， 还对变 压器 / 电容器手工动作、 变压器 / 电容器拒动、 。
21、变压器并列档位不一致、 变压器 / 电容器动 作次数越限进行了测试， AVC 系统均能给出告警和闭锁信息。 0022 自动分区功能检测 ： 在试验中通过改变电力系统的网架结构的拓扑图， 考核地区 电网 AVC 系统的自动分区功能， 模拟将某条线路断开， 则该线路运行分区划分到其他运行 区域。自动分区功能能正常实现。 0023 AVC 系统控制算法检测 ： 地区电网 AVC 系统有区域电压策略、 母线电压策略、 区域 说 明 书 CN 103176471 A 5 4/4 页 6 无功策略、 单站无功策略四种。在试验中， 针对这四种控制策略的控制目标和控制对象， 模 拟系统在区域电压低、 区域电压高、 母线电压低、 母线电压高、 区域无功过补、 区域无功欠 补、 单站无功过补、 单站无功欠补等运行方式， 对 AVC 系统的控制算法进行检测。通过测试 结果可知， 地区电网 AVC 系统可实现四种控制策略的控制目标。 说 明 书 CN 103176471 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103176471 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103176471 A 8 。