一种水电站自动电压控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种水电站自动电压控制系统。


背景技术：

2.电力系统自动发电控制（automatic voltage control，简称为avc）通常分为系统avc和厂站avc，也就是主站与子站的关系，厂站avc按照系统avc设置的电压无功目标，通过调节电站侧发电机、无功补偿等设备，实现电站侧母线电压或全厂无功功率的自动控制。
3.目前水电厂avc功能都集成于计算机监控系统，依赖高性能的计算器服务器软件方式实现，与监控系统的高度融合使得程序维护比较困难，程序基本不具备可视化，用户在avc运行过程中的问题主要通过状态量变位、趋势曲线来定位，存在较大的滞后性。


技术实现要素：

4.为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种水电站自动电压控制系统，包括自动电压控制系统主站、数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元；
5.还包括数据网，自动电压控制系统主站经数据网与数据通信服务器相连；
6.还包括交换机，数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元通过交换机进行设备组网，实现数据实时共享；
7.机组现地控制单元和开关站现地控制单元用于采集自动电压控制系统子站的系统状态和数据，自动电压控制系统子站经pid计算将控制指令共享给机组现地控制单元，且将脉冲控制方式输出至励磁调节器，励磁调节器通过调整励磁电流改变发电机机端电压。
8.本实用新型进一步限定的技术方案是：
9.进一步的，自动电压控制系统主站经数据通信服务器，将系统电压无功控制目标下发给自动电压控制系统子站。
10.前所述的一种水电站自动电压控制系统，自动电压控制系统子站采用嵌入式可编程控制器，按冗余配置，包括cpu模块、电源模块以及通信模块。
11.前所述的一种水电站自动电压控制系统，数据通信服务器包括自动电压控制系统主站通讯接口和数据采集控制模块，
12.自动电压控制系统主站通讯接口，用于接收自动电压控制系统主站实时的电压无功控制目标，并下发自动电压控制系统主站的指令至自动电压控制系统子站；
13.数据采集控制模块，用于采集水电站自动电压控制系统的运行信息，并上送至自动电压控制系统主站。
14.前所述的一种水电站自动电压控制系统，机组现地控制单元与自动电压控制系统子站进行数据交互，采集机组实时运行信息上送至自动电压控制系统子站，同时接收自动电压控制系统子站下发的机组无功控制指令。
15.前所述的一种水电站自动电压控制系统，开关站现地控制单元用于采集母线电压
及开关状态并上送至自动电压控制系统子站。
16.前所述的一种水电站自动电压控制系统，还包括智能测控装置，智能测控装置用于直接采集pt二次侧电压的信号，且变换成4-20ma电流信号发送到开关站现地控制单元。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型，摒弃了由计算机监控系统实现水电站自动电压控制的方案，采用了一种基于嵌入式装置实现的水电站自动电压控制系统。调度主站实时向电厂侧自动电压控制系统子站下发电压或无功控制目标值，按照一定的控制策略，并综合考虑系统的各种限制、闭锁条件，计算出各台机组的无功出力目标值，通过机组现地控制单元向发电机的励磁调节器发送增减磁脉冲控制信号，使得系统电压或者全厂无功出力向目标值逼近，实现了水电站自动电压控制系统子站与主站的闭环控制。系统支持在线实时维护，通过自动电压控制系统子站内置的维护调试工具，维护人员可以实时了解系统程序的执行过程，大大降低了控制程序的复杂性。
附图说明
19.图1为本实用新型的系统示意图。
具体实施方式
20.本实施例提供的一种水电站自动电压控制系统，如图1所示，包括包括自动电压控制系统主站、数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元；
21.还包括数据网，自动电压控制系统主站经数据网与数据通信服务器相连；
22.还包括交换机，数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元通过交换机进行设备组网，实现数据实时共享；
23.机组现地控制单元和开关站现地控制单元用于采集自动电压控制系统子站的系统状态和数据，自动电压控制系统子站经pid计算将控制指令共享给机组现地控制单元，且将脉冲控制方式输出至励磁调节器，励磁调节器通过调整励磁电流改变发电机机端电压。
24.自动电压控制系统主站经数据通信服务器，将系统电压无功控制目标下发给自动电压控制系统子站。
25.自动电压控制系统子站采用嵌入式可编程控制器，按冗余配置，包括cpu模块、电源模块以及通信模块。
26.数据通信服务器包括自动电压控制系统主站通讯接口和数据采集控制模块，
27.自动电压控制系统主站通讯接口，用于接收自动电压控制系统主站实时的电压无功控制目标，并下发自动电压控制系统主站的指令至自动电压控制系统子站；
28.数据采集控制模块，用于采集水电站自动电压控制系统的运行信息，并上送至自动电压控制系统主站。
29.机组现地控制单元与自动电压控制系统子站进行数据交互，采集机组实时运行信息上送至自动电压控制系统子站，同时接收自动电压控制系统子站下发的机组无功控制指令。
30.开关站现地控制单元用于采集母线电压及开关状态并上送至自动电压控制系统
子站。
31.水电站自动电压控制系统还包括智能测控装置，智能测控装置用于直接采集pt二次侧电压的信号，且变换成4-20ma电流信号发送到开关站现地控制单元。
32.该水电站自动电压控制系统，摒弃了由计算机监控系统实现水电站自动电压控制的方案，采用了一种基于嵌入式装置实现的水电站自动电压控制系统。调度主站实时向电厂侧自动电压控制系统子站下发电压或无功控制目标值，按照一定的控制策略，并综合考虑系统的各种限制、闭锁条件，计算出各台机组的无功出力目标值，通过机组现地控制单元向发电机的励磁调节器发送增减磁脉冲控制信号，使得系统电压或者全厂无功出力向目标值逼近，实现了水电站自动电压控制系统子站与主站的闭环控制。系统支持在线实时维护，通过自动电压控制系统子站内置的维护调试工具，维护人员可以实时了解系统程序的执行过程，大大降低了控制程序的复杂性。
33.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。


技术特征：
1.一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：包括自动电压控制系统主站、数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元；还包括数据网，自动电压控制系统主站经数据网与数据通信服务器相连；还包括交换机，数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元通过交换机进行设备组网，实现数据实时共享；机组现地控制单元和开关站现地控制单元用于采集自动电压控制系统子站的系统状态和数据，自动电压控制系统子站经pid计算将控制指令共享给机组现地控制单元，且将脉冲控制方式输出至励磁调节器，励磁调节器通过调整励磁电流改变发电机机端电压。2.根据权利要求1所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：所述自动电压控制系统主站经数据通信服务器，将系统电压无功控制目标下发给自动电压控制系统子站。3.根据权利要求2所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：所述自动电压控制系统子站采用嵌入式可编程控制器，按冗余配置，包括cpu模块、电源模块以及通信模块。4.根据权利要求2所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：所述数据通信服务器包括自动电压控制系统主站通讯接口和数据采集控制模块，自动电压控制系统主站通讯接口，用于接收自动电压控制系统主站实时的电压无功控制目标，并下发自动电压控制系统主站的指令至自动电压控制系统子站；数据采集控制模块，用于采集水电站自动电压控制系统的运行信息，并上送至自动电压控制系统主站。5.根据权利要求1所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：所述机组现地控制单元与自动电压控制系统子站进行数据交互，采集机组实时运行信息上送至自动电压控制系统子站，同时接收自动电压控制系统子站下发的机组无功控制指令。6.根据权利要求1所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：所述开关站现地控制单元用于采集母线电压及开关状态并上送至自动电压控制系统子站。7.根据权利要求1所述的一种水电站自动电压控制系统，其特征在于：还包括智能测控装置，智能测控装置用于直接采集pt二次侧电压的信号，且变换成4-20ma电流信号发送到开关站现地控制单元。

技术总结
本实用新型公开了一种水电站自动电压控制系统，涉及自动控制技术领域，包括自动电压控制系统主站、数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元；自动电压控制系统主站经数据网与数据通信服务器相连；数据通信服务器、自动电压控制系统子站、机组现地控制单元以及开关站现地控制单元通过交换机设备组网，实现数据实时共享；自动电压控制系统子站，由机组现地控制单元、开关站现地控制单元采集系统状态及数据，经PID计算将控制指令共享给机组现地控制单元，将脉冲控制方式输出至励磁调节器，励磁调节器通过调整励磁电流改变发电机机端电压，实现了水电站的自动电压控制。现了水电站的自动电压控制。现了水电站的自动电压控制。


技术研发人员：李正凡 高元 宋美艳 钟智 平金伟 郗发刚 王叶枢 陈俊 卢海松 宋林川 贺亚凯 张斌 杨柳 张涵超 冯震震
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/3/28