[发明专利]一种水电厂监控系统的数模混合实时仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数模混合实时仿真方法，具体涉及一种水电厂监控系统的数模混合 实时仿真方法。

背景技术

随着我国水电建设的飞速发展，越来越多的大型水电基地投入运行。这些水电基地 的共同特点是装机容量"巨大"，距离负荷中心相对较远。特别是最近几年交直流特高压和 750kV系统的快速发展，电网层级增多，直流输电线路增多，电网运行特性变得更加复 杂，局部的源网协调问题常常导致全网性的影响。这使得这些大型水电基地机组对电网 的安全稳定运行影响日益显著，发电机控制设备的响应特性是影响电源动态行为的主要 因素。这些大型水电机组出力随季节的变化会造成电网潮流大幅度地调整，进而产生一 系列的电网稳定与调频、调压问题。在水力资源特别丰富的四川、云南等省，丰水期的 电网稳定问题和枯水期的电网调频、调压问题会变得日益严峻。我国主要大型水电站都 配置有AGC与AVC装置，可实现对电网频率和电压的快速调整，对解决电网负荷的快 速波动具有重大的意思。AGC与AVC装置在水电厂都是通过监控系统来实现其功能的。 因此水电厂监控系统的动态响应特性对AGC于AVC装置性能的发挥也有很重要的意义。

近年来电力系统仿真技术得到了快速发展，发电机、励磁系统、原动机及调速系统 和负荷参数建模与参数实测技术逐步成熟，目前已完成大部分大型机组的建模与实测工 作。随着调度及电厂自动化水平提高，与水电厂监控系统相关的自动化控制技术得到越 来越多的应用，如自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)。因此，在中长期仿真 计算时考虑水电厂监控系统的仿真模型，计及其过渡过程中的动态特性，对分析水电站 的动态过程及其对电力系统稳定计算的影响具有重要的意义，但此部分目前还基本处于 空白。因此开展水电厂监控系统建模与仿真研究是非常必要的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种水电厂监控系统的数模混合实时仿 真方法，本发明实现对数字仿真装置中数字发电机运行工况的调整，解决了现有数字仿 真装置中没有水电厂监控系统中长期模型的困难，大大提高了数模混合仿真精度。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种水电厂监控系统的数模混合实时仿真方法，所述方法包括如下步骤：

(1)数字仿真装置中发电机通过硬接线与励磁调节控制柜和调速控制柜进行交 互；

(2)计算机监控系统中现地层采用硬接线方式与所述励磁调节控制柜和所述调速 控制柜进行交互；

(3)所述计算机监控系统中主控层采用以太网通讯，将所述计算机监控系统的上 位机的有功功率和无功功率指令下达到所述励磁调节控制柜和所述调速控制柜。

优选的，所述步骤(1)中，包括如下步骤：

步骤1-1、所述励磁调节控制柜采集所述数字仿真装置中数字发电机的机端电压、机 端电流和励磁电流，并输出指令给所述数字仿真装置中的数字发电机；

步骤1-2、所述调速控制柜采集所述数字仿真装置中数字数字发电机的机端电压、有 功功率和水轮机的导叶开度反馈，并输出指令给所述数字仿真装置中的数字伺服机构。

优选的，所述步骤1-1中，包括如下步骤：

步骤1-1-1、所述机端电压用U_A、U_B、U_C表示，所述数字仿真装置通过接口箱输出 ±10V的三相交流电压信号，经功率放大器转变为0V～100V的三相交流电压信号后输送 到所述励磁调节控制柜电压端子；

步骤1-1-2、所述机端电流用I_A、I_B、I_C表示，数字仿真装置通过接口箱输出±10V 的三相交流电压信号，经功率放大器转变为0～1A的三相交流电流信号后输送到所述励 磁调节控制柜电流端子；

步骤1-1-3、所述励磁电流用I_fd表示，数字仿真装置通过接口箱输出0～10V的直流 电压信号，输送到所述励磁调节控制柜励磁电流端子，所述励磁调节控制柜的输出经± 10V的AI接口接入数字仿真装置中对应的数字发电机励磁回路。

优选的，所述步骤1-2中，包括如下步骤：