一种基于主动一次调频在线测试系统的制作方法

1.本发明涉及一种基于主动一次调频在线测试系统，属于变电站自动化技术领域。


背景技术：

2.随着渝鄂背靠背直流投运，华中交流电网规模将会缩小1/3，电网频率稳定特性变差，需进一步提高并网煤电机组的一次调频动作水平。基于wams的主动一次调频在线测试系统，具体实施流程如下：主站系统复用pmu相量数据集中器的离线管道，通过对pmu离线传输协议的扩展，实现与子站的调节指令传输。主站向pmu相量数据集中器的离线数据管道传输调节指令，相量数据集中器根据离线管道特定报文定义识别出一次调频控制指令后，将指令转发给子站，子站响应经数据集中器转发给主站，主站和子站通过离线报文互相确认后，子站再通过dcs控制发电机组进行主动一次调频动作。最终主站通过pmu数据集中器采集机组的一次调频动作信号、有功功率数据等，结合调节指令进行机组一次调频性能评价。子站通过pmu数据集中器采集机组的一次调频动作信号、有功功率数据，结合调节指令进行机组一次调频指标计算和数据留存。
3.现有技术只是提出了主动一次调频在线测试系统，并没有pmu相量数据集中器端的具体实施方案及测试方法，本发明针对这点，具体介绍pmu相量数据集中器端的具体实施方案，有利于研发人员进行相关的开发并进行测试。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于主动一次调频在线测试系统，在不影响现有实时动态监测系统正常运行的前提下，快速实现对火电机组的一次调频性能的测试。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种基于主动一次调频在线测试系统，包括位于省调的主动一次调频主站、位于电厂侧的pmu相量数据集中器以及位于电厂侧的主动一次调频子站；
6.所述pmu相量数据集中器，用于转发主动一次调频主站与主动一次调频子站间的一次调频指令，且定时向主动一次调频子站发送一次调频相量、模拟量、开关量。
7.进一步的，还包括：
8.pmu数据采集单元，用于采集电厂侧的机组的工作状态数据以及一次调频动作信号，并将采集到的信息上传至pmu相量数据集中器，再由pmu相量数据集中器通过实时数据管道上送至主动一次调频主站。
9.进一步的，所述转发主动一次调频主站与主动一次调频子站间的一次调频指令，包括：
10.转发主动一次调频主站复用pmu相量数据集中器的离线管道向pmu相量数据集中器传输一次调频控制指令，pmu相量数据集中器在收到所述一次调频指令后将其转发给主动一次调频子站，主动一次调频子站在收到pmu相量数据集中器转发过来的一次调频指令
后进行相应的处理并返回相应报文给pmu相量数据集中器，pmu相量数据集中器在收到返回的报文后将报文通过离线管道转发给主站。
11.进一步的，所述pmu相量数据集中器在与主动一次调频子站的通讯连接中，作为client端，主动连接主动一次调频子站；
12.pmu相量数据集中器与主动一次调频子站之间保持长连接，由pmu相量数据集中器发起心跳信号，进行n秒/次的心跳报文传输，主动一次调频子站收到pmu的心跳报文后，向pmu相量数据集中器回复相同格式的心跳报文。
13.进一步的，还包括：
14.所述pmu相量数据集中器连续发送若干次心跳报文，都未收到主动一次调频子站的回复，则启动重连机制，重新连接主动一次调频子站，直至连接成功。
15.进一步的，所述pmu相量数据集中器与主动一次调频子站通过udp通讯协议建立连接，通过6432端口向主动一次调频子站传输数据。
16.进一步的，所述一次调频相量包括三相电压和三相电流；所述模拟量包括发电机有功功率、发电机无功功率、发电机转速、主汽压力、阀门开度、发电机侧频率、主变高频率、发电机频率变化率和主变高频率变化率；所述开关量包括一次调频动作信号。
17.本发明所达到的有益效果：
18.本发明能够在不影响现有实时动态监测系统正常运行的前提下，快速实现对火电机组的一次调频性能的测试。
19.该系统复用pmu相量数据集中器的离线管道，在不影响现有实时动态监测系统正常运行的前提下，转发一次调频主站与一次调频子站间的一次调频指令信号。同时，可以根据一次调频子站需求，将需要的一次调频相量、模拟量、开关量等信号发送给一次调频子站，从而实现对火电机组的一次调频性能的测试。
附图说明
20.图1是本发明方法流程示意图；
21.图2是心跳报文格式示意图；
22.图3是数据传输报文格式示意图；
23.表1是心跳报文每个字段的含义说明；
24.表2是数据传输报文每个字段的含义说明；
25.表3是数据传输包含的具体相量、模拟量、开关量的说明。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
27.如图1所示，一种基于主动一次调频在线测试系统，包括：位于省调的主动一次调频主站、位于电厂侧的pmu相量数据集中器以及位于电厂侧的主动一次调频子站。pmu相量数据集中器一方面负责将主动一次调频主站下发的一次调频指令转发给主动一次调频子站，一方面又将主动一次调频子站响应的报文转发给主动一次调频主站。此外，为了让主动一次调频子站与主站拥有相同的数据源，pmu相量数据集中器需要实时向主动一次调频子
站传送数据。
28.pmu相量数据集中器作为实现功能的载体，需具备以下功能：
29.(1)pmu相量数据集中器对于省调，作为从站，即server端。
30.(2)pmu相量数据集中器对于现场设备，应同时具备主站和子站的功能，推荐做主站，即client端。
31.(3)pmu相量数据集中器接收到省调的报文之后，应当对报头进行校验，仅对报头为“aa01”的试验报文进行转发。
32.(4)pmu相量数据集中器做主站时，若现场发生意外情况，如网线拔掉又插上、pmu相量数据集中器或主动一次调频子站故障重启等，需具备socket连接断掉后自动重连的功能。断开后自动重连，直至连接成功。
33.(5)pmu相量数据集中器与主动一次调频子站之间应保证能够连接成功，推荐使用长连接的连接方式。在未做试验期间，pmu相量数据集中器与主动一次调频子站每3s进行一次心跳报文的通讯，确保网络处于长连接的状态。心跳信号由client端发起。若client端发送5次心跳，均未收到对端回复，则断开socket连接，并启动重连机制。心跳报文格式如图2、表1所示。
34.表1
[0035][0036]
(6)如出现pmu相量数据集中器同时收到主站试验的包和主动一次调频子站的心跳包，pmu相量数据集中器要对包进行处理，在向主动一次调频子站发送报文的时候，不能出现不同的包混合、穿插的情况，需保证每个数据包的独立性和完整性。
[0037]
(7)pmu相量数据集中器与主动一次调频子站通过网口进行连接，采用固定端口传输所需数据。传输方式采用udp通讯协议。其中，pmu相量数据集中器为数据发送端，主动一次调频子站为数据接收端。
[0038]
(8)主动一次调频子站决定所需要传输的数据，以及传输频率。pmu相量数据集中器端根据子站的需求，向主动一次调频子站进行数据传输。若后期有数据的增删和更改，pmu相量数据集中器端应相应根据主动一次调频子站需求修改所传送的数据。
[0039]
(9)pmu相量数据集中器端应严格按照固定报文格式进行传输，主动一次调频子站
依据该格式进行数据解析。报文格式如图3、表2、表3所示。
[0040]
表2
[0041][0042]
表3
[0043]
[0044][0045]
(10)pmu相量数据集中器应按照20ms/次的传输速率向子站传输数据。
[0046]
(11)pmu相量数据集中器向主动一次调频子站传输数据时，按照机组号从小到大的顺序同时传输所有机组的数据信息。其中，最小号机组的unitid为“1#机”，大号机组的unitid为“2#机”，以此类推。如：如果传输两台机组的数据，则按照“1号机组的unitid+1号机组的所有ao+1号机组的所有do+2号机组的unitid+2号机组的所有ao+2号机组的所有do”的格式传输数据。
[0047]
(12)每个开关量占一个字节中的一个位。给开关量共分配2个字节，可传送16个开关量。开关量按照从最低位向高位的大端顺序依次排列。所有的传输数据都统一采用大端模式进行传输。
[0048]
(13)表3所示为所需传输的数据点。若出现在pmu采集器中未配置该数据点，则传输该数据为0，占满其所在的字节数，不影响其他数据量的位置和顺序。
[0049]
本发明通过复用pmu相量数据集中器与主站间的离线管道，提出了具体可实施的主动一次调频pmu相量数据集中器端的实现方法，包括：主动一次调频主站下发的一次调频指令，通过pmu相量数据集中器的离线管道进行转发，最终在主动一次调频子站端收到该指令；反之，主动一次调频子站上送的一次调频指令，通过pmu相量数据集中器也能够送到主动一次调频主站端。同时，在主动一次调频子站端，能够实时收到pmu相量数据集中器送过来的相量、模拟量、开关量；对于改善电网频率稳定特性、提高电网运行安全性有着重要的意义。
[0050]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。