[发明专利]一种电网无功电压控制系统在线仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统调度自动控制与仿真技术领域，具体涉及一种电网无功电压控制系统在线仿真方法。

背景技术

调控一体化模式下，对于地区电网，无功电压自动控制系统（AVC）是最为重要的自动控制系统之一。AVC作为实时控制系统，其对运行的可靠性、安全性要求非常高。在AVC系统投入闭环控制运行前，或者某个变电站投入闭环控制前，需要有效的方法对AVC系统给出的策略进行分析和校验，确认AVC系统给出的闭环控制策略的合理性、安全性和正确性，这种校验环节是必不可少的，是保证AVC系统正常运行以及电网安全稳定运行的重要保证。传统的验证方法主要是截取某个电网运行方式的数据断面，在此断面基础上进行完整的AVC优化控制计算，生成对电厂、变电站的控制策略，并通过人工分析，判断AVC系统给出的而控制策略是否合理。因此，在分析计算的过程中，仅考虑了AVC控制策略对电网的影响，没有考虑在AVC控制过程中，电网的发电、负荷变化的情况，没有考虑电网运行方式可能发生的调整情况，不能满足对较长时间段内、连续变化的电网进行AVC闭环控制的定量分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网无功电压控制系统在线仿真方法，解决了现有的无功电压自动控制系统的分析计算方式复杂，不准确的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种电网无功电压控制系统在线仿真方法，包括以下步骤：

DTS系统启动时，装载教案中的电网模型到教员台仿真态实时数据库，AVC系统运行在学员台，启动后通过镜像方式从教员台获取电网模型，保证学员台电网模型与教员完全一致，DTS系统教案中保存实际电网发电、负荷曲线，包括发电机有功出力、机端电压曲线，负荷有功、无功曲线等，所述DTS系统根据上述数据自动调整发电、负荷有功、无功和机端电压，模拟日负荷变化时电网潮流变化；

DTS学员台自动同步获取仿真态电网遥测、遥信数据，AVC系统跟踪学员台仿真电网潮流变化的结果，给出控制策略；通过学员台遥控、遥调接口将控制策略发送到教员台仿真事件表中；

DTS系统根据事件表中相应的控制策略，投退电容/电抗器，改变分接头档位及模拟调整发电机励磁调节，改变仿真电网潮流分布，不断闭环仿真计算，对全天的AVC控制策略情况进行模拟；

DTS系统自动统计电压越界、网损情况和开关变位次数等信息，对AVC系统控制效果给出定量分析和自动评估。

更进一步的技术方案是，所述DTS系统模拟的电网数据与实际运行数据一致，从EMS中获取电网实际运行的数据包，作为DTS系统的仿真教案，所述数据报包括：

仿真周期（如1日）开始时的电网拓扑结构和参数，从EMS系统获取；

仿真周期（如1日）内的电网发电和负荷曲线；

系统总的发电负荷曲线，以及每个机组和等值负荷的每日发电负荷曲线，可以人工制定，也可以直接根据EMS系统保存的每日96点数据断面自动制定；

有功的发电曲线和负荷曲线，无功的负荷曲线；

仿真周期内的运行方式变化数据。

DTS启动后，从教案中装载电网模型，并根据记录的发电负荷曲线来模拟电网日负荷变化的特性。AVC仿真在DTS学员台启动，通过镜像方式从教员DTS实时库中获取完整电网模型数据。

DTS记录的发电负荷曲线通常是以15分钟为间隔的96点数据。仿真计算使用的特定时间的发电负荷通过曲线插值方式来获取。同时在负荷数据上模拟1-5%的随机扰动，仿真电网的随机扰动现象。

更进一步的技术方案是，实现AVC策略生成和在线控制仿真，包括以下步骤：随着教员台DTS模拟的发电负荷和电网运行方式变化，DTS模拟的电网潮流包括有功、无功、电压等数据通过教员台前置服务模拟程序发送到学员台数据库中。AVC按照设定的周期从学员台实时库中获取电网的遥测、遥信数据，完成优化计算，给出控制策略；

AVC变电站控制指令给出的是电容器的投切或分头的调整，在DTS系统模拟中，直接将控制指令转化为DTS中的离散事件进行模拟。AVC通过学员台遥控、遥调接口将控制命令发送到教员仿真事件表中。教员自动按照时间顺序记录AVC系统所有控制命令。

更进一步的技术方案是，实现AVC仿真控制效果给出定量分析和自动评估的方法，包括以下步骤：

在上述AVC控制仿真的过程中，DTS系统在每个AVC控制周期结束、控制指令模拟完成后，均记录完整的仿真快照断面，仿真快照包括的数据为：

全网所有线路、主变的支路潮流，

全网所有机组、负荷的注入潮流，