地县avc联合运行的协调控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地县AVC联合运行的协调控制方法，属于电力系统调度自动化技术领域。
【背景技术】
[0002]自动电压控制(AVC)是一种闭环电压无功综合最优控制系统，主要为了保证电网的电压质量，实现电网的安全、稳定、优质运行。近年来，随着电力系统调度自动化水平的提高，AVC系统逐渐应用到省、地、县各级的调度系统中。但对于地县共用一套AVC系统的地县联合运行系统，地调层中心工作站与县调层(集控站)子工作站相对独立运行，缺乏有效的协调控制手段，AVC主站与子站的实时信息不能共享，控制指令相对滞后，从而影响控制的准确性和及时性。
[0003]此外，现有技术中，在县调建立AVC子系统，通过一体化技术，实现了地调AVC统一调度，地调和县调根据行政分区进行控制的模式，但是这种方式下，当地调AVC系统与县调AVC子系统通讯发生故障或者地调AVC主站发生故障时，不能准确的判断故障，缺乏有效的AVC系统监控权移交机制，AVC可能失去对整个地区电网的调节能力，严重威胁地区电网的电压安全运行水平。
[0004]有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种地县AVC联合运行的协调控制方法，本案由此产生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种地县AVC联合运行的协调控制方法，实现地县AVC主站与子站的智能无缝切换控制功能，提高地县AVC联合运行的有效性和地区电网电压质量。
[0006]为了实现上述目的，本发明的解决方案是:
地县AVC联合运行的协调控制方法，包括以下步骤:
1)AVC主站和子站分别建立实时数据库、通讯通道:在AVC主站和子站分别建立可以存储大量结构化和非结构化数据的实时数据库，同时，分别在AVC主站和子站的通讯服务器上建立通讯控制程序，通过高速电力数据通信网络，建立与各变电站通讯的实时通道，用于AVC主站与子站间参数、数据、控制命令的传输；
2)主站自动建模与实时处理:AVC主站自动生成控制模型，严格验证后写入AVC主站实时数据库，同时直接读取SCADA(Supervisory Control And Data Acquisit1n，即数据米集与监视控制系统)所有量测，对每一量测进行严格质量检验，并引入状态估计遥测遥信粗检测对量测质量进行关联分析，对全网完整模型实时拓扑进行校验，以避免3)的动态分区错误，确保控制数据源安全性；
3)动态分区展示:根据整个电网的实时网络拓扑自动进行分区，并将每个分区中的厂站信息、连接关系、分区中的AVC子站可调设备的状态和容量以表格的形式展示出来，不仅能识别变电所的上下级供电关系，而且更清晰直观展示地区AVC控制的作用； 4)建立异常事件预案库:为了确保地区AVC闭环运行的可靠性，事先建立异常事件预案库，对每一种故障进行扫描，并给出处理决策，同时保存到AVC主站与子站的实时数据库中，用于之后事故发生后的及时告警，并快速检索出合理的处理决策并实行；
5)同步AVC主站与子站信息:地区AVC主站正常运行时，自动同步主站信息、模型维护信息、AVC子站参数与状态等信息到子站实时数据库中，便于子站读取，AVC子站不运行，由主站调控;子站实时上传其调节动作、电压、功率因数等到AVC主站，实现地区AVC主站与子站实时信息共享；
6)AVC主站与子站解列判断:当AVC监控系统检测到AVC主站或者子站实时数据库信息设定时间内没有更新或者主站AVC程序没有在运行，则判定AVC主站与子站解列，需要及时作出处理；
7)事故处理与AVC监控权移交:综合步骤3)动态分区展示功能和步骤4)事故告警与预案，快速进行告警并做事故处理；由子站调控人员确认后，AVC子站监控程序迅速自动启动运行，获得AVC系统的监控权，防止AVC失调；
8)故障恢复处理:当接受到故障复位信号后，AVC子站发送告警到告警窗，由主站调控人员确认后，自动恢复AVC主站运行监控权，同时同步子站的AVC参数和状态到主站AVC表中，AVC子站退出监控。
[0007]作为优选，步骤I)所述的结构化数据包括从SCADA系统取得的遥测遥信、保护信息、AVC实时控制策略(动作序列)、控制模型数据、AVC闭锁事项、通讯状态等;非结构化数据包括厂站设备的连接方式、调节任务、对AVC调节有影响的外在因素等。
[0008]上述地县AVC联合运行的协调控制方法，通过在地区AVC主站与子站建立实时数据库与通讯设备，实现地县AVC的信息同步与AVC调节的及时性;通过自动建模与动态分区展示技术，确保AVC控制模型的准确性和控制效果的直观方便性;地县AVC主站与子站信息同步技术和地县AVC监控权移交机制的建立，可实现子站单站免维护方式的运行，当地区AVC主站与子站解列时，可根据建立的事故预案处理，实现地县AVC的智能无缝切换，防止地区AVC的失调，确保了地县AVC联合运行的安全可靠性。具有如下几个优点:
1)地区动态分区展示
根据网络拓扑实时跟踪电网运行方式变化自动进行分区，并将每个分区中的厂站信息、连接关系、分区中的AVC子站可调设备的状态和容量以表格的形式展示出来，不仅能识别变电所的上下级供电关系，而且更清晰直观展示地区AVC控制的作用；同时可将事故预案与实时控制决策(动作序列)在分区中以列表形式展示，并与事件点关联；
2)地县AVC主站与子站信息同步机制
地区AVC主站正常运行时，自动同步主站AVC参数信息、模型维护信息、AVC子站参数与状态等到子站实时数据库中；子站实时上传其调节动作信息、电压、功率因数等返回到AVC主站，实现地区AVC主站与子站实时信息共享。主要是为了保证主站与子站实时库信息的一致性，防止AVC子站执行命令的滞后和调节效果的不及时和不准确，还可以确保子站免维护运行方式的实现；
3)地县AVC主站与子站解列后控制决策
当地县AVC主站与子站解列时，可根据预先建立的事故预案与子站实时数据库同步的实时控制策略，AVC子站接管地县AVC系统的控制权，并作出事故处理;在事故恢复后，恢复AVC主站的控制权，子站控制退出，这样实现了地县AVC的智能无缝切换，防止AVC系统失去整个地区的调节能力，确保了地县AVC联合运行的安全可靠性。
[0009]以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
【附图说明】
[0010]图1为本实施例的地县AVC联合运行的协调控制方法流程图；
图2是本实施例的地县AVC主站自动模型维护框图；
图3是本实施例的地县AVC主站联合运行控制决策流程图。
【具体实施方式】
[0011 ] 如图1所示，所述地县AVC联合运行的协调控制方法包括如下步骤:
S1、开始:启动地县AVC联合运行的协调控制方法。
[0012]S2、AVC主站与子站建立实时数据库、通讯设备
在地县AVC主站和子站都建立可以存储大量结构化和非结构化数据的实时数据库。结构化数据包括从SCADA系统取得的遥测遥信、保护信息、AVC实时控制策略(动作序列)、控制模型数据、AVC闭锁事项、通讯状态等;非结构化数据包括厂站设备的连接方式、调节任务、对AVC调节有影响的外在因素等。
[0013]AVC子站实时数据库根据自身的控制情况向地区AVC主站上传如下遥信信号:远方就地信号和可用状态信号，其中远方就地信号主要用于判断现在地县AVC子站是否接受主站命令，可用状态信号表示当前地县AVC子站是否处于运行状态，子站是否可以单站运行。AVC子站根据自身的控制情况向AVC主站上传如下遥测信号:实际投入的无功补偿容量、安全无功补偿容量上限、安全无功补偿容量下限、总无功补偿容量上限、总无功补偿容量下限、电压与功率因数协调请求。
[0014]为了协调地县AVC主站与子站的决策控制逻辑，为了步骤S5的信息同步，实现两者间的参数设置和通讯功能，分别在AVC主站和子站的通讯服务器上建立通讯控制程序，通过完备的高速电力数据通信网络，建立与各变电站通讯的实时通道。利用自动化/集控系统的SCADA应用功能，可以在AVC主站采集包括母线电压、发电机出力、线路潮流、开关刀闸位置等在内的实时信息，并可以在AVC主站远程完成电容电抗器投切、变压器分接头升降等遥控遥调操作。
[0015]S3、AVC主站自动建模与实时处理
地县AVC主站从网络建模获取静态电气网络模型，并由建模软件自动生成控制模型，进行严格验证后写入主站实时数据库。该控制模型定义厂站、母线电压监测点、功率因数监控点、控制设备(有载调压变压器及电容器、电抗器等)等记录并形成静态的联结关系。
[0016]AVC主站建模维护流程如图2所示。
[0017]实时数据处理应不仅能处理单个量测质量，而且应面向多测点进行网络关联分析、应面向多次采样进行滤波处理，以保证控制数据源的准确性。
[0018]实时数据处理策略包括:
I)数据质量检验，当下列情况之一出现时，应视为无效量测:
SCADA量测量带有不良质量标志； 量测量超出指定的正常范围；
量测量在指定的时间内不发生任何变化；
调度员指令不能使用。
[0019]2)采取状态估计粗检测原理对遥测遥信联合判断，当下列情况之一出现时，量测告警并提示人工处理:
并列母线电压相差大；
母线无功功率不平衡；
线路两侧无功功率不平衡。
[0020]3)数字滤波，对量测多次采样，滤除明显不合理量测，避免量测瞬间波动引起误动或频繁调节。
[0021]4)数据校验:
对于遥测数据，利用冗余的数据作为校验。校验内容具体包括以下几点:
电网基本数据检查，对电网基本信息如状态估计量测合格率等数据根据事先设定的范围确认其合法性；
比较当前数据断面的状态估计数据和量测值误差，查看是否出现大面积的数据误差，如出现则闭锁相关的设备；
拓扑检查，确认是否存在坏遥测遥信数据或不合理数据:对于遥信数据，利用遥测数据校验其真实性。
[0022]S4、动态分区展示
根据整个电网的实时网络拓扑自动进行分区，并将每个分区中的厂站信息、连接关系、分区中的AVC子站可调设备的状态和容量等信息以表格的形式展示出来。
[0023]分区的最小区域为一个厂站，最大区域则为整个地区全网。动态分区采取周期运行方式，并能根据方式变化或事件(如遥信变位)触发执行，使控制区域与电网实际运行方式自动保持一致。
[0024]动态分区满足以下要求:
1)根据无功平衡的局域性和分散性，AVC对地区电网分层分区控制。在网络模型基础上，AVC运行时根据SCAD