一种用于AVC接入型变电站的无功综合协调控制装置的制作方法

本实用新型属于电力系统电能质量和无功控制及治理技术领域，具体涉及一种用于AVC接入型变电站的无功综合协调控制装置。

背景技术：

在新能源场站中，无功补偿设备已经得到了大范围的应用。配置多套无功补偿设备比较常见，在同一场站配置多个厂家的无功补偿设备的工程也非常多。电网的可靠稳定运行对无功补偿设备之间的协调运行提出了严格的要求。

无功电压自动调控装置AVC利用网络通讯与自动控制技术，在线接收中调下发的母线电压指令或无功指令，自动对发电机无功出力或高压侧母线电压进行实时跟踪调控。

目前，AVC控制根据调度指令计算出电压目标值或无功目标值下发给无功补偿装置，对于同一厂家无功补偿装置，其内部往往具备协调控制功能，可以直接下发电压指令；对于不同厂家设备，只能下发无功指令才能实现协调控制，这样导致无功补偿装置丧失其最根本的快速补偿的优点。根据目前的调查，受限于各个无功补偿厂家的技术特点和无功补偿装置更新换代，还没有单位和个人提出较好的解决这个问题的方案，无法满足电网建设的需求。

目前国内针对多个厂家的无功补偿设备还没有统一的协调控制器，同时电网又有迫切的需求。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于AVC接入型变电站的无功综合协调控制装置，有效的解决多个SVG设备之间无功协调的问题，提高变电站的无功综合补偿速度，提升变电站无功补偿设备的综合补偿效果。

本实用新型可以通过以下技术方案实现：

一种用于AVC接入型变电站的无功综合协调控制装置，其特征在于，包括系统管理模块和数据采集模块；

所述系统管理模块包括系统管理计算机，所述系统管理计算机包括核心控制装置，所述核心控制装置通过系统总线和通讯模块、故障存储器相连；

所述通讯模块包括第一串行接口、第二串行接口、光纤通讯板和信号采集板；

PLC控制器通过第一串行接口连接到系统总线上，与AVC主机相连的信息终端通过第二串行接口连接到系统总线上，所述数据采集模块通过信号采集板连接到系统总线上；多台SVG通过光纤通讯板连接到系统总线上；

所述数据采集模块包括电压采集电路和电流采集电路，用于采集母线电压和电流瞬时量；所述故障存储器用于对整个控制装置的故障信息进行存储并能够被外部计算机读取；所述核心控制装置统一分配无功指令，将无功指令通过所述光纤通讯板发送到各台SVG，分别控制各台SVG的无功出力。

进一步，所述光纤通信板设有多路光纤通信接口，每个所述光纤通信接口连接一台SVG且均采用工业级单纤双向光模块。

进一步，所述第一串行接口为RS232/RS485接口，所述第二串行接口为RS485接口。

进一步，所述PLC控制器通过RS485接口与显示装置连接，用户通过所述显示装置能对这个控制装置所有的状态进行监视、参数设置和装置启停等操作。

进一步，所述信息终端通过无线网络或者以太网与AVC主机连接，同时通过无线网络或以太网将收集的控制数据发送到数据中心服务器，并与用户连接以支持用户通过Web访问。

本实用新型有益的技术效果是：

采用工业级单纤双向光模块，利用光纤通讯实现对不同厂家、不同类型的SVG设备之间进行协调控制，有效的解决多个SVG设备之间无功协调的问题，提高变电站的无功综合补偿速度，提升变电站无功补偿设备的综合补偿效果。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构图；

图2为本实用新型通过信息终端与AVC通信的拓扑结构图；

图3为本实用新型应用于变电站系统的整体结构图；

其中，1-核心控制装置，2-电压和电流采集电路，3-第一串行接口，4-第二串行接口，5-信号采集板，6-光纤通讯板，7-故障存储器，8-显示装置，9-PLC控制器，10-信息终端。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型的原理结构图。本实用新型的无功综合协调控制装置，包括系统管理模块和数据采集模块；

该系统管理模块包括系统管理计算机，该系统管理计算机包括核心控制装置1，该核心控制装置1通过系统总线和通讯模块、故障存储器7相连；

该故障存储器7用于对整个控制装置的故障信息进行存储并能够被外部计算机读取。

该数据采集模块包括电压和电流采集电路2，用于采集母线电压和电流瞬时量；

该通讯模块包括第一串行接口3、第二串行接口4、信号采集板5和光纤通讯板6；

PLC控制器9通过第一串行接口3连接到系统总线上，该PLC控制器9和显示装置8相连；信息终端10通过第二串行接口4连接到系统总线上，该信息终端10和AVC主机相连；该数据采集模块2通过信号采集板5连接到系统总线上；多台SVG通过光纤通讯板6连接到系统总线上；

该系统管理计算机利用通过系统总线接收到AVC主机下发的指令、收集到的各个SVG设备的数据信息和采集到的母线电压电流数据，由核心控制装置1根据设定的参数计算并统一分配无功指令，将计算得到的无功指令通过所述光纤通讯板6发送到各个SVG且分别控制各个SVG的无功出力。

该光纤通信板6设有多路光纤通信接口，每个光纤通信接口连接一台SVG且均采用工业级单纤双向光模块，通信格式采用IEC 60870-5-1的FT3通信规约。该单纤双向光模块利用WDM技术，发送和接收两个方向使用不同的中心波长，实现一根光纤双向传输光信号，大大节省了光纤资源。

第一串行串口3为RS232/RS485接口，第二串行接口4为RS485接口。

显示装置8通过RS485接口和PLC控制器9相连，该显示装置8可为触摸屏，用户通过所述触摸屏面板能对这个控制装置所有的状态进行监视、参数设置和装置启停等操作。

如图2所示，该信息终端9通过GPRS无线网络或者以太网与AVC主机通信，同时通过GPRS无线网络或以太网将收集的控制数据发送到数据中心服务器，并与用户连接以支持用户通过Web访问。

为了便于对装置的故障进行记录，在系统管理计算机中设置有故障存储器7,通过该故障存储器7，将外界检测到的信息转换成能被电脑识别的可处理和存储的信息，将所感测到的事件既可以手动触发存储也可以自动存储并且将信息写入到电脑上，对于数据可以自动的形成图表并且以标准数据存储到电脑上。

计算采用传统的定义，根据采集到的电压电流瞬时量计算其模拟量：

其中N为一个周期内的采样点数，x_n为采集到的接入点的电压和电压瞬时值。

通过实时的读取A/D采样值，在计算时采用滑动窗的方式，每读一个点就更新一下当前周期的平方和，即减去上一个周波同位置的点再加上当前点，也就是用当前点替换掉上一个周波同位置的点。由于有效值计算都采用了滑动窗的方式，为了避免累积误差，采用了周期定时更新的方式，即每个周期都从零开始重新计算一个完整周期的值，并替换掉当前累积值。

为了尽可能保证精度，程序中计算时电压以kV为单位，电流以10A为单位，无功以100kVar为单位；显示时电压以kV为单位，电流以A为单位，无功以10kVar为单位。

计算无功时，采用如下的计算公式：

其中，N为一个周期内的采样点数，u(n)为电压瞬时值，i(n)为电流瞬时值。

计算有功时，采用如下的计算公式：

其中，N为一个周期内的采样点数，u(n)为电压瞬时值，i(n)为电流瞬时值。

根据有功和无功计算功率因数，有功和无功每周期计算一次。

本实用新型具备计算频率、电压、电流、有功、无功、等实时数据能力，实时数据刷新频率小于0.5秒。

本实用新型利用光纤通讯，实现对不同厂家、不同类型的SVG设备之间进行协调控制，有效的解决多个SVG设备之间无功协调的问题，提高变电站的无功综合补偿速度，提升变电站无功补偿设备的综合补偿效果。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。