专利名称：一种区域电网自动电压控制系统的制作方法
技术领域：
一种区域电网自动电压控制系统
技术领域：
本实用新型涉及电力系统控制技术，特别涉及一种区域电网自动电压控制系统。背景技术：
近年来，随着调度自动化系统的快速发展和变电站基础设施可靠性的日趋完善， 对区域电网的电压控制提出了更高的需求，特别是在维护电网安全稳定，保证电压质量和减少网损方面。目前，对区域电网的电压控制多数靠控制中心的运行人员根据采集到的电网状态参数进行手动调节，工作量大，效率低且安全性和及时性得不到保障。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种区域电网自动电压控制系统，以便于实现区域电网的自动电压控制，提高控制效率，且能够保障安全性和及时性。具体技术方案如下一种区域电网自动电压控制系统，该系统包括一个以上的远动装置，还包括数据采集与监控SCADA服务器和自动电压控制AVC装置；所述远动装置，设置在变电站端，用于采集所述变电站的状态数据，并将采集到的状态数据通过网络发送给所述SCADA服务器；接收到所述SCADA服务器发送的遥控指令后， 将该遥控指令发送给对变电站进行控制操作的装置；所述SCADA服务器，用于通过网络采集各变电站的状态数据，将采集到的各变电站的状态数据发送给所述AVC装置；接收到所述AVC装置的控制指令后，通过所述网络向在所述控制指令所针对的变电站端设置的远动装置发送遥控指令；所述AVC装置，用于对各变电站的状态数据进行监视，根据预设的控制策略，针对出现状态异常的变电站生成控制指令，将该控制指令发送给所述SCADA服务器。其中，所述SCADA服务器还用于确定各变电站是否出现状态异常，并将出现状态异常的情况发送给所述AVC装置；或者，所述AVC装置还用于确定各变电站是否出现状态异常；具体地，所述确定各变电站是否出现状态异常为如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限且220kV 母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限且220kV 母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV 母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV 母线电压合格，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV 母线电压合格，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中某母线电压不发生变化，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据指示电容器或电抗器跳闸，则确定该变电站出现状态异常；其中，所述第一电压上限大于所述第一电压下限，所述第二电压上限大于所述第二电压下限，所述第一电压上限大于所述第二电压上限，所述第一电压下限大于所述第二电压下限。针对上述状态异常，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限且220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限且220kV 母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV 母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV 母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者， 如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV 母线电压合格，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV 母线电压合格，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中某母线电压不发生变化，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站闭锁电压不发生变化的母线；或者，[0032]如果确定变电站的状态数据指示电容器或电抗器跳闸，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站闭锁跳闸的电容器或电抗器。优选地，如果所述AVC装置确定各变电站是否出现状态异常，该系统还包括AVC 客户端，用于将用户设置的第一电压上限、第一电压下限、第二电压上限和第二电压下限发送给所述AVC装置。更进一步地，所述SCADA服务器，还用于针对出现状态异常的变电站进行告警，或者针对遥控指令未进行回复的变电站进行告警；所述对变电站进行控制操作的装置在执行所述控制操作后，经由所述远动装置向所述SCADA服务器进行回复。或者，所述AVC装置，还用于针对出现状态异常的变电站进行告警，或者针对遥控指令未进行回复的变电站进行告警；所述对变电站进行控制操作的装置在执行所述控制操作后，经由所述远动装置和所述SCADA服务器向所述AVC装置进行回复。优选地，所述远动装置、SCADA服务器或所述AVC装置采用主备双设备配置，以便在主用设备发生故障时及时切换到到备用设备。具体地，所述对变电站进行控制操作的装置为设置在变电站中各监控点的现场测控装置；所述现场测控装置还用于采集所在监控点的状态数据并发送给所述远动装置； 所述远动装置对变电站中各监控点的状态数据进行汇总。更进一步地，该系统还包括设置在所述远动装置和所述网络之间的第一协议转换器，用于将所述远动装置发送的状态数据转换成所述网络支持的协议，将来自所述网络的遥控指令转换成所述远动装置支持的协议；设置在所述SCADA服务器和所述网络之间的第二协议转换器，用于将来自所述网络的状态数据转换成所述SCADA服务器支持的协议，将所述SCADA服务器发送的遥控指令转换成所述网络支持的协议。由以上技术方案可以看出，本实用新型提供的系统能够实现区域电网的自动电压控制，无需运行人员根据采集到的电网状态参数进行手动调节，节省了工作量，提高了控制效率，能够保障安全性和及时性。
图1为本实用新型提供的系统结构示意图；图2为本实用新型提供的系统在网络中布设的实例图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。图1为本实用新型提供的系统结构示意图，如图1所示，该系统可以包括一个以上的远动装置101(图1中以一个为例)、数据采集与监控(SCADA)服务器102和自动电压控制(AVC)装置103。其中，远动装置101分别设置在各变电站端，采集其所在变电站的状态数据，该状态数据可以包括但不限于母线电压、电容器状态或者电抗器状态；然后将采集到的状态数据通过网络 发送给SCADA服务器102。状态数据在经由网络到达SCADA服务器102的过程中，可以依次经过设置在网络两端的第一协议转换器104和第二协议转换器105。其中，第一协议转换器104设置在远动装置101和网络之间，用于将远动装置101 发送的状态数据转换成网络支持的协议。第二协议转换器105设置在SCADA服务器102和网络之间，用于将来自网络的状态数据转换成SCADA服务器102支持的协议。协议转换器104和105根据具体的网络类型进行协议转换，例如如果采用光网络， 即采用光纤通道进行数据或指令的传输，则需要转换成光网络支持的数据传输协议。期间还可能会存在诸如路由器、前置通信服务器等其他网络通信设备进行网络数据交换，在此不再一一说明。SCADA服务器102通过网络采集各变电站的状态数据，将采集到的各变电站的状态数据发送给AVC装置103。SCADA服务器102对在各变电站端设置的远动装置101进行统一的数据收集，再进行数据处理后发送给AVC装置103，其中进行的数据处理可以包括但不限于对状态数据进行量程转换，以转换为统一的量程以方便AVC装置103的监控；或者，对状态数据进行滤波处理，过滤掉干扰数据或坏数据；或者，对状态数据进行存储，即将所以采集到的状态数据都进行存储，这样就能够随时查找到各变电站状态数据的历史记录，以方便后续随时调取。AVC装置103对各变电站的状态数据进行监视，根据预设的控制策略，针对出现状态异常的变电站生成控制指令，将该控制指令发送回SCADA服务器102。AVC装置103能够获得电网中各变电站的实时运行状态，根据分区调压原则，对各变电站的状态分别进行监视，发现异常时根据预设的控制策略及时生成控制指令来进行调节。需要说明的是，由于SCADA服务器102本身具备数据监视的功能，因此，对于状态异常的识别可以由SCADA服务器102实现，也可以由AVC装置103实现。如果由SCADA服务器102实现，则SCADA服务器102识别出某个变电站出现状态异常，则会将该变电站出现状态异常的情况发送给AVC装置103，供其生成相应的控制指令。如果由AVC装置103实现，则AVC装置103识别出某个变电站出现状态异常，则直接生成相应的控制指令。需要说明的是，本实用新型提供的系统主要用于500kV电网区域控制中心，目前的电网可能管辖220kV电压和500kV电压，因此在变电站中可能存在220kV电压和500kV 电压。预设的控制策略以电压合格率最高为目标，优先保证500kV电压合格。电压的控制目标为满足限值的约束，即如果500kV母线电压在预设的第一电压上限和第一电压下限之间，220kV母线电压在预设的第二电压上限和第二电压下限之间，则认为合格。如果不合格， 可以通过调节变电站中的可控设备进行调整，其中变电站中的可控设备可以包括电容器和电抗器。[0064]基本的控制策略是母线电压高于电压上限，则切电容器投电抗器；母线电压低于电压下限，则切电抗器投电容器；并且，在进行控制时，以500kV母线电压合格为主，尽量兼顾220kV母线电压，若500kV母线电压合格而220kV母线电压不合格，则确保500kV母线电压合格的基础上对220kV母线电压进行调整；如果500kV母线电压和220kV母线电压都不合格，则优先保证500kV母线电压合格。具体可以表现为以下几种情况
1)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限且 220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器。2)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限且 220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器。3)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电容器且投电抗器。4)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电抗器投电容器。5)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而 220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器。6)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而 220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器。7)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而 220kV母线电压合格，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器。8)如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而 220kV母线电压合格，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器。9)如果确定变电站的状态数据中某母线电压不发生变化，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站闭锁电压不发生变化的母线。10)如果确定变电站的状态数据指示电容器或电抗器跳闸，则确定该变电站状态异常，AVC装置103生成的控制指令为针对该变电站闭锁跳闸的电容器或电抗器。其中，上述的第一电压上限大于第一电压下限，具体值可以根据实际需求设定，例如可以设定500kV母线电压的合格范围为530 士 3kV，则可以预设第一电压上限为533kV，第一电压下限为527kV。第二电压上限大于第二电压下限，且第一电压上限大于第二电压上限，第一电压下限大于第二电压下限。同样，具体值可以根据实际需求设定，例如可以设定 220kV母线电压的合格范围为240 士 3kV，则可以预设第二电压上限为243kV，第二电压下限为237kV。 上述的各电压上限可以在SCADA服务器102或AVC装置103中预先设定，如果确定变电站是否出现状态异常由AVC装置103实现，则也可以通过AVC客户端106对各电压上限进行配置，即用户可以通过AVC客户端106设置上述第一电压上限、第一电压下限、第二电压上限和第二电压下限，AVC客户端106将用户设置的第一电压上限、第一电压下限、 第二电压上限和第二电压下限发送给AVC装置103。该AVC客户端106可以设置在网络中任一的工作站中，例如运行人员工作站、报表工作站、维护工作站等。AVC装置103生成控制指令后发送给SCADA服务器102，由SCADA服务器102根据该控制指令生成相应的遥控指令，通过网络将该遥控指令发送给在控制指令所针对的变电站端设置的远动装置101。远动装置101接收到SCADA服务器102发送的遥控指令后，将该遥控指令发送给对变电站进行控制操作的装置，即图中所示的现场测控装置107。同样在经过网络时，第二协议转换器105会将SCADA服务器102发送的遥控指令转换成网络支持的协议，第一协议转换器104将来自网络的遥控指令转换成远动装置101 支持的协议。图1中的现场测控装置107设置变电站中的各监控点，通常在变电站中存在多个监控点，例如针对每条母线或者每个电容器、电抗器等设置现场测控装置，这样一个远动装置101就可能对应多个现场测控装置107。现场测控装置107除了能够根据遥控指令对变电站进行控制操作(该控制操作包括对电容器和电抗器的投切)之外，还采集所在监控点的状态数据并发送给远动装置101。也就是说，远动装置101接收变电站中各现场测控装置 107的状态数据并进行汇总，从而实现对变电站的状态数据采集。除了上述对各变电站进行状态监测和出现状态异常的变电站进行控制之外，还可以针对状态异常进行告警，或者针对遥控指令未进行回复的变电站进行告警。该告警的功能可以由SCADA服务器102实现也可以由AVC装置103实现。如果告警的功能由SCADA服务器102实现，则图1中的现场测控装置107在根据遥控指令对变电站进行控制操作后，经由远动装置101向SCADA服务器102进行回复。如果SCADA服务器102收到该回复(通常为在设定时间内收到回复)，则确定遥控成功，如果没有收到回复(通常为在设定时间内没有收到回复)，则确定遥控失败，可以进行告警。如果告警的功能由AVC装置103实现，则图1中的现场测控装置107在根据遥控指令对变电站进行控制操作后，经由远动装置101和SCADA服务器102向AVC装置103进行回复。如果AVC装置103收到回复(通常为在设定时间内收到回复)，则确定控制成功，如果没有收到回复(通常为在设定时间内没有收到回复)，则确定控制失败，可以进行告警。上述系统在网络中进行具体布设时，为了提高系统的安全性和可靠性，可以对上述系统中的各装置，例如远动装置、SCADA服务器、AVC装置等都设置成主备双设备配置，从而能够在主用设备发生故障时及时切换到备用设备。给一个具体的实例，如图2所示。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
权利要求1.一种区域电网自动电压控制系统，其特征在于，该系统包括一个以上的远动装置，还包括数据采集与监控SCADA服务器和自动电压控制AVC装置；所述远动装置，设置在变电站端，用于采集所述变电站的状态数据，并将采集到的状态数据通过网络发送给所述SCADA服务器；接收到所述SCADA服务器发送的遥控指令后，将该遥控指令发送给对变电站进行控制操作的装置；所述SCADA服务器，用于通过网络采集各变电站的状态数据，将采集到的各变电站的状态数据发送给所述AVC装置；接收到所述AVC装置的控制指令后，通过所述网络向在所述控制指令所针对的变电站端设置的远动装置发送遥控指令；所述AVC装置，用于对各变电站的状态数据进行监视，根据预设的控制策略，针对出现状态异常的变电站生成控制指令，将该控制指令发送给所述SCADA服务器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SCADA服务器还用于确定各变电站是否出现状态异常，并将出现状态异常的情况发送给所述AVC装置；或者，所述AVC装置还用于确定各变电站是否出现状态异常； 其中，所述确定各变电站是否出现状态异常具体为如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限且220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限且220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV母线电压合格，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV母线电压合格，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据中某母线电压不发生变化，则确定该变电站出现状态异常；或者，如果确定变电站的状态数据指示电容器或电抗器跳闸，则确定该变电站出现状态异常；其中，所述第一电压上限大于所述第一电压下限，所述第二电压上限大于所述第二电压下限，所述第一电压上限大于所述第二电压上限，所述第一电压下限大于所述第二电压下限。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限且220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限且220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压合格而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站在保证500kV母线电压合格的基础上切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV母线电压低于预设的第二电压下限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV母线电压高于预设的第二电压上限，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压高于预设的第一电压上限而220kV母线电压合格，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电容器且投电抗器；或者，如果确定变电站的状态数据中500kV母线电压低于预设的第一电压下限而220kV母线电压合格，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站切电抗器投电容器；或者，如果确定变电站的状态数据中某母线电压不发生变化，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站闭锁电压不发生变化的母线；或者，如果确定变电站的状态数据指示电容器或电抗器跳闸，则所述AVC装置生成的控制指令为针对该变电站闭锁跳间的电容器或电抗器。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，如果所述AVC装置确定各变电站是否出现状态异常，该系统还包括:AVC客户端，用于将用户设置的第一电压上限、第一电压下限、第二电压上限和第二电压下限发送给所述AVC装置。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述SCADA服务器，还用于针对出现状态异常的变电站进行告警，或者针对遥控指令未进行回复的变电站进行告警；所述对变电站进行控制操作的装置在执行所述控制操作后，经由所述远动装置向所述 SCADA服务器进行回复。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述AVC装置，还用于针对出现状态异常的变电站进行告警，或者针对遥控指令未进行回复的变电站进行告警；所述对变电站进行控制操作的装置在执行所述控制操作后，经由所述远动装置和所述 SCADA服务器向所述AVC装置进行回复。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远动装置、SCADA服务器或所述AVC 装置采用主备双设备配置，以便在主用设备发生故障时及时切换到到备用设备。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对变电站进行控制操作的装置为设置在变电站中各监控点的现场测控装置；所述现场测控装置还用于采 集所在监控点的状态数据并发送给所述远动装置； 所述远动装置对变电站中各监控点的状态数据进行汇总。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括设置在所述远动装置和所述网络之间的第一协议转换器，用于将所述远动装置发送的状态数据转换成所述网络支持的协议，将来自所述网络的遥控指令转换成所述远动装置支持的协议；设置在所述SCADA服务器和所述网络之间的第二协议转换器，用于将来自所述网络的状态数据转换成所述SCADA服务器支持的协议，将所述SCADA服务器发送的遥控指令转换成所述网络支持的协议。
专利摘要本实用新型提供了一种区域电网自动电压控制系统，该系统包括一个以上的远动装置，还包括数据采集与监控(SCADA)服务器和自动电压控制(AVC)装置；设置在变电站端的远动装置采集变电站的状态数据，并将采集到的状态数据通过网络发送给SCADA服务器；将来自SCADA服务器的遥控指令发送给对变电站进行控制操作的装置；SCADA服务器通过网络采集各变电站的状态数据，发送给AVC装置；接收到AVC装置的控制指令后，通过网络向在控制指令所针对的变电站端设置的远动装置发送遥控指令；AVC装置对各变电站的状态数据进行监视，根据预设的控制策略，针对出现状态异常的变电站生成控制指令并发送给SCADA服务器。
文档编号H02J13/00GK202121383SQ20112023315
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘相枪, 卢英俊, 吴有能, 曹玉文, 李闯, 段春, 邓厚兵, 钟晖, 霍正宇, 黄集贤 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局