一種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)?；旌蠈崟r仿真方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種數(shù)模混合實時仿真方法，具體設及一種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)?；?合實時仿真方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國水電建設的飛速發(fā)展，越來越多的大型水電基地投入運行。運些水電基 地的共同特點是裝機容量"巨大"，距離負荷中屯、相對較遠。特別是最近幾年交直流特高壓 和750kV系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)層級增多，直流輸電線路增多，電網(wǎng)運行特性變得更加復雜， 局部的源網(wǎng)協(xié)調問題常常導致全網(wǎng)性的影響。運使得運些大型水電基地機組對電網(wǎng)的安全 穩(wěn)定運行影響日益顯著，發(fā)電機控制設備的響應特性是影響電源動態(tài)行為的主要因素。運 些大型水電機組出力隨季節(jié)的變化會造成電網(wǎng)潮流大幅度地調整，進而產生一系列的電網(wǎng) 穩(wěn)定與調頻、調壓問題。在水力資源特別豐富的四川、云南等省，豐水期的電網(wǎng)穩(wěn)定問題和 枯水期的電網(wǎng)調頻、調壓問題會變得日益嚴峻。我國主要大型水電站都配置有AGC與AVC裝 置，可實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率和電壓的快速調整，對解決電網(wǎng)負荷的快速波動具有重大的意思。 AGC與AVC裝置在水電廠都是通過監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能的。因此水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)響 應特性對AGC于AVC裝置性能的發(fā)揮也有很重要的意義。
[0003] 近年來電力系統(tǒng)仿真技術得到了快速發(fā)展，發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)、原動機及調速系統(tǒng) 和負荷參數(shù)建模與參數(shù)實測技術逐步成熟，目前已完成大部分大型機組的建模與實測工 作。隨著調度及電廠自動化水平提高，與水電廠監(jiān)控系統(tǒng)相關的自動化控制技術得到越來 越多的應用，如自動發(fā)電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC)。因此，在中長期仿真計算時考慮 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的仿真模型，計及其過渡過程中的動態(tài)特性，對分析水電站的動態(tài)過程及 其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算的影響具有重要的意義，但此部分目前還基本處于空白。因此開展 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)建模與仿真研究是非常必要的。
【發(fā)明內容】
[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)?；旌蠈崟r 仿真方法，本發(fā)明實現(xiàn)對數(shù)字仿真裝置中數(shù)字發(fā)電機運行工況的調整，解決了現(xiàn)有數(shù)字仿 真裝置中沒有水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中長期模型的困難，大大提高了數(shù)?；旌戏抡婢取?br>[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案：
[0006] -種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)?；旌蠈崟r仿真方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] (1)數(shù)字仿真裝置中發(fā)電機通過硬接線與勵磁調節(jié)控制柜和調速控制柜進行交 互；
[000引（2)計算機監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)地層采用硬接線方式與所述勵磁調節(jié)控制柜和所述調速 控制柜進行交互；
[0009] (3)所述計算機監(jiān)控系統(tǒng)中主控層采用W太網(wǎng)通訊，將所述計算機監(jiān)控系統(tǒng)的上 位機的有功功率和無功功率指令下達到所述勵磁調節(jié)控制柜和所述調速控制柜。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟(1)中，包括如下步驟：
[0011] 步驟1-1、所述勵磁調節(jié)控制柜采集所述數(shù)字仿真裝置中數(shù)字發(fā)電機的機端電壓、 機端電流和勵磁電流，并輸出指令給所述數(shù)字仿真裝置中的數(shù)字發(fā)電機；
[0012] 步驟1-2、所述調速控制柜采集所述數(shù)字仿真裝置中數(shù)字數(shù)字發(fā)電機的機端電壓、 有功功率和水輪機的導葉開度反饋，并輸出指令給所述數(shù)字仿真裝置中的數(shù)字伺服機構。 [00 1引優(yōu)選的，所述步驟1-1中，包括如下步驟：
[0014]步驟1-1-1、所述機端電壓用Ua、Ub、化表示，所述數(shù)字仿真裝置通過接口箱輸出± IOV的S相交流電壓信號，經(jīng)功率放大器轉變?yōu)镺V~IOOV的S相交流電壓信號后輸送到所 述勵磁調節(jié)控制柜電壓端子；
[001引步驟1-1-2、所述機端電流用Ia、Ib、I康示，數(shù)字仿真裝置通過接口箱輸出±10V的 =相交流電壓信號，經(jīng)功率放大器轉變?yōu)?~IA的=相交流電流信號后輸送到所述勵磁調 節(jié)控制柜電流端子；
[0016]步驟1-1-3、所述勵磁電流用Ifd表示，數(shù)字仿真裝置通過接口箱輸出0~IOV的直流 電壓信號，輸送到所述勵磁調節(jié)控制柜勵磁電流端子，所述勵磁調節(jié)控制柜的輸出經(jīng)±l〇V 的Al接口接入數(shù)字仿真裝置中對應的數(shù)字發(fā)電機勵磁回路。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟1-2中，包括如下步驟：
[001引步驟1-2-1、所述機端電壓用Ua、Ub、Uc表示，Ua、Ub、Uc通過接口箱輸出±10￥的；相 交流電壓信號，經(jīng)功率放大器轉變?yōu)镺V~IOOV的S相交流電壓信號后輸送到所述調速控制 柜的電壓端子；
[0019] 步驟1-2-2、所述有功功率和所述水輪機的導葉開度反饋分別用P、Y表示，P、Y經(jīng)接 口轉換箱轉變?yōu)?~20mA的電流信號后，由所述數(shù)字仿真裝置輸送給所述調速控制柜，所述 調速控制柜的輸出經(jīng)±l〇V的AI接口接入數(shù)字仿真裝置中對應的發(fā)電機伺服機構。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述計算機監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)地層中現(xiàn)地控制柜與所述調速 控制柜的接口信號包括模擬量信號和開關量信號，所述模擬量信號包括功率給定信號、開 度模式命令信號、功率模式命令信號、有功增信號、有功減信號、聯(lián)網(wǎng)信號至調速控制柜信 號、孤島信號至調速控制柜信號、導葉開度信號和轉速信號，所述開關量信號包括調速控制 柜自動信號、電手動信號、機手動信號、功率調節(jié)模式信號、開度調節(jié)模式信號、一次調頻投 入信號和一次調頻動作信號;所述功率給定信號、所述導葉開度信號和所述轉速信號的信 號類型為化4~20mA，所述開度模式命令信號、所述功率模式命令信號、所述有功增信號、所 述有功減信號、所述聯(lián)網(wǎng)信號至調速控制柜信號和所述孤島信號至調速控制柜信號的信號 類型為脈沖信號DC24V 0~lOOHz，所述開關量信號的信號類型都為無源接點的開關信號。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述計算機監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)地層中現(xiàn)地控制柜與所述勵磁 調節(jié)控制柜的接口信號包括模擬量信號和開關量信號，所述模擬量信號包括機組無功功率 給定信號、機組無功增信號、機組無功減信號、機組PSS投入信號和機組PSS退出信號，所述 開關量信號包括:PSS已投入信號、過勵限制動作信號和V/巧良制動作信號;所述機組無功功 率給定信號的信號類型為化4~20mA，所述機組無功增所述信號、所述機組無功減信號、機 組PSS投入信號和所述機組PSS退出信號的信號類型為脈沖信號DC24V 0~IOOHz;所述開關 量信號都為無源接點的開關信號。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟(3)包括如下步驟：
[0023] 步驟3-1、所述勵磁調節(jié)控制柜和所述調速控制柜采集數(shù)字發(fā)電機的電氣信號，通 過硬接線的方式發(fā)送給水電廠監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地層的現(xiàn)地控制柜；
[0024] 步驟3-2、所述上位機W數(shù)字通訊的方式讀取所述現(xiàn)地控制柜中發(fā)電機的電氣信 號并顯示在監(jiān)控畫面上；
[0025] 步驟3-3、通過所述上位機設置有功功率和無功功率指令，利用所述現(xiàn)地控制柜與 所述上位機及所述勵磁調節(jié)控制柜和所述調速控制柜之間的通訊，將功率指令下發(fā)到所述 勵磁調節(jié)控制柜和所述調速控制柜。
[00%]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0027] 本發(fā)明通過采用數(shù)?；旌戏抡婕夹g的方法，解決了現(xiàn)有數(shù)字仿真裝置中沒有水電 廠監(jiān)控系統(tǒng)中長期模型的問題；
[0028] 本發(fā)明選用ADPSS作為電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置，解決了現(xiàn)有數(shù)模混合仿真技術難 W實現(xiàn)超大規(guī)模電網(wǎng)實時仿真的問題；
[0029] 本發(fā)明通過水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)?；旌戏抡婕夹g，可W實現(xiàn)暫態(tài)過程中電網(wǎng)潮流 的在線調整。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明提供的一種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)模混合實時仿真方法的流程圖，
[0031] 圖2是本發(fā)明提供的一種水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)模混合實時仿真方法的接線圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0033] 如圖1所示，為本發(fā)明種將水電廠監(jiān)控系統(tǒng)與電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置進行連接實 現(xiàn)數(shù)?；旌蠈崟r仿真的方法，所述方法包括W下步驟：
[0034] 步驟1、數(shù)字仿真裝置中發(fā)電機通過硬接線與勵磁調節(jié)控制柜和調速控制柜進行 交互；
[0035] 如圖2所示，為本發(fā)明仿真方法的接線圖，所述發(fā)電機的勵磁調節(jié)控制柜采集數(shù)字 仿真裝置中數(shù)字發(fā)電機的機端電壓、機端電流和勵磁電流，并輸出指令給ADPSS中的數(shù)字發(fā) 電機。機端電壓用Ua、Ub、化表示，Ua、Ub、Uc通過接日箱輸出± 10￥的立相交流電壓信號，經(jīng)功 率放大器轉變?yōu)镺V~IOOV的S相交流電壓信號后輸送到勵磁調節(jié)控制柜電壓端子;機端電 流用Ia、Ib、Ic表示，Ia、Ib、Ic通過接口箱輸出± IOV的=相交流電壓信號，經(jīng)功率放大器轉變 為0~IA的=相交流電流信號后輸送到勵磁調節(jié)控制柜電壓端子;勵磁電流用Ifd表示，Ifd 通過接口箱輸出0~IOV的直流電壓信號，接勵磁調節(jié)控制柜勵磁電流端子;勵磁調節(jié)控制 柜的