一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法包括：根據(jù)PMU和執(zhí)行裝置上送的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)保存至實時數(shù)據(jù)庫并進行斷面對齊；將最新實時斷面數(shù)據(jù)取出，進行輸入異常檢測、選擇判斷、同步判斷、輸出異常檢測；滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)進行控制邏輯計算，將計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)進行存儲，將控制命令下發(fā)至廣域阻尼控制執(zhí)行裝置，從而對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制。本發(fā)明的目的是使廣域阻尼控制系統(tǒng)更加可靠、靈活以及實用。
【專利說明】一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著區(qū)間電網(wǎng)的互聯(lián)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，當區(qū)域電網(wǎng)間的電氣聯(lián)系較弱時，系統(tǒng)發(fā)生故障或者擾動后，區(qū)間的低頻振蕩模式會被激發(fā)，并疊加在整個系統(tǒng)的動態(tài)過程中，傳播到全網(wǎng)，引起全網(wǎng)的振蕩，威脅電網(wǎng)安全，弱阻尼的低頻振蕩同時會限制區(qū)間聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率。
[0003]傳統(tǒng)的局部穩(wěn)定控制措施多為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS,在某一特定的運行方式下抑制低頻振蕩的效果較好，但由于受可觀性和反饋信號的局限，在抑制大電網(wǎng)區(qū)間動態(tài)振蕩方面的作用有限。國家電網(wǎng)公司在其制定的《電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(試行)中更是明確要求“將同步相量技術(shù)與安全穩(wěn)定控制結(jié)合起來，在實時穩(wěn)定評估的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)預(yù)防控制，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸容量”。已有的研究結(jié)果表明，基于PMU即同步相量測量裝置構(gòu)建的廣域阻尼控制系統(tǒng)，由于能采用對區(qū)間動態(tài)振蕩模式最具可觀性的廣域信息作為反饋量，將控制作用施加到可控性最佳的控制裝置上，并采用優(yōu)化的自適應(yīng)控制規(guī)律，能大大提高電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性和區(qū)間送電容量。
[0004]在已建成的基于PMU的廣域阻尼控制系統(tǒng)中，只能接收配置過的PMU數(shù)據(jù)，當PMU的配置數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，無法自動適應(yīng)變化，只能夠重啟裝置。對于數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作不嚴密，會造成廣域阻尼控制裝置的誤動。對廣域阻尼控制裝置受控裝置的監(jiān)視不全面，會造成廣域阻尼控制裝置的拒動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是使廣域阻尼控制系統(tǒng)更加可靠、靈活以及實用。本發(fā)明提供的一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于:根據(jù)PMU和執(zhí)行裝置上送的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)保存至實時數(shù)據(jù)庫并進行斷面對齊，對滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)進行控制邏輯計算，從而對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制。
[0008]其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0009](I)各PMU將配置2幀以及數(shù)據(jù)幀上送到廣域阻尼控制裝置；其中，所述配置2幀描述子站根據(jù)主站要求，上傳數(shù)據(jù)的名稱、數(shù)量、轉(zhuǎn)換系數(shù)等；
[0010](2)各執(zhí)行裝置將自身的工作狀態(tài)及模擬量輸出、回測結(jié)果上送到廣域阻尼控制裝置，其中，所述自身的工作狀態(tài)包括執(zhí)行裝置進入受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置進入等待受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出等待受控狀態(tài)；所述模擬量輸出是指廣域阻尼控制裝置的控制命令；所述回測結(jié)果是指在廣域阻尼控制裝置的輸出回路配備獨立的內(nèi)部回測跟蹤電路，同步采樣廣域阻尼控制裝置的模擬量實際輸出值；
[0011](3)廣域阻尼控制裝置將步驟(I)、(2)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，判斷數(shù)據(jù)包是否完整，CRC校驗碼是否正確，數(shù)據(jù)的時標是否正確；
[0012](4)將處理后的數(shù)據(jù)進行斷面對齊，保存到實時數(shù)據(jù)庫，斷面厚度為FT秒；其中，斷面是指在同一時標下的電力系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，斷面對齊是指將實時庫中多時標斷面的數(shù)據(jù)按照時標進行提??；
[0013](5)廣域阻尼控制裝置控制啟動進程從步驟(4)中的實時數(shù)據(jù)庫中按照最新斷面時間取出數(shù)據(jù)；
[0014](6)對從步驟(5)中取出的數(shù)據(jù)進行控制邏輯啟動條件檢測，如果不符合控制邏輯啟動的條件，返回步驟(5)，對廣域阻尼控制裝置進行閉鎖；如果符合控制邏輯啟動條件，則進入步驟(7)；
[0015](7)對步驟￠)中滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)進行控制邏輯計算，將計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲進程，將計算結(jié)果直接寫入實時數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)所述計算結(jié)果生成控制命令發(fā)送給廣域阻尼控制裝置，其中，中間數(shù)據(jù)是指將計算過程的控制邏輯分解之后，數(shù)據(jù)在經(jīng)過相應(yīng)控制邏輯的輸入與輸出值；
[0016](8)廣域阻尼控制執(zhí)行裝置根據(jù)步驟(7)下發(fā)的控制命令對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制，同時將執(zhí)行裝置輸出的模擬量控制信號寫入至實時數(shù)據(jù)庫；
[0017](9)存儲進程將步驟(5)中取出的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、步驟(7)中發(fā)送給存儲進程的中間數(shù)據(jù)以及步驟(8)中的模擬量控制信號數(shù)據(jù)進行解析，即按照PMU的時標將(5)和(7)、步驟(8)的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)包的格式解析，然后統(tǒng)一保存在廣域阻尼控制裝置的臨時內(nèi)存中，再根據(jù)最新的斷面時間將臨時內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存保存到本地的歷史數(shù)據(jù)文件夾中，提供電網(wǎng)故障參數(shù)、曲線的查看、分析。
[0018]本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0019]本發(fā)明提出的方法能夠?qū)MU配置變化進行自適應(yīng)，不需要人工修改，提高了廣域阻尼控制的靈活性；對實時數(shù)據(jù)進行預(yù)處理以及判斷是否滿足控制邏輯啟動條件，提高了廣域阻尼控制的可靠性；對PMU上送數(shù)據(jù)、執(zhí)行裝置上送數(shù)據(jù)以及控制中間變量進行存儲，方便用戶調(diào)用分析，提高了廣域阻尼控制的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明提供的一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法實施流程圖。

【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，為該發(fā)明的具體實施流程。根據(jù)說明書附圖1并結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細表述:
[0022]1、各同步相量測量裝置PMU將配置2巾貞，以及數(shù)據(jù)幀(所述數(shù)據(jù)幀是否包括電網(wǎng)節(jié)點的功率、相角等)上送到廣域阻尼控制裝置，其中所述配置2幀在電力系統(tǒng)中具有通用含義，華北電網(wǎng)電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)傳輸規(guī)約，做了如下定義:配置幀2(CFG-2):描述子站根據(jù)主站要求，上傳數(shù)據(jù)的名稱、數(shù)量、轉(zhuǎn)換系數(shù)等。首先根據(jù)廣域阻尼控制裝置配置文件檢測是否是廣域阻尼控制所需要的PMU數(shù)據(jù)，如果是，則將PMU的配置與本地保存的配置對比，如果不是，則放棄數(shù)據(jù)。如果PMU發(fā)送的配置與本地保存的配置一致，則說明PMU配置沒有變化，可以按照本地保存的配置對數(shù)據(jù)幀進行解析；如果不一致，則說明PMU配置發(fā)生了變化，將最新的PMU配置保存到本地再進行解析。PMU的配置2幀只在前置程序首次啟動以及通道超時(本發(fā)明設(shè)置為5秒)時才發(fā)送給廣域阻尼控制前置程序。
[0023]2、各執(zhí)行裝置將自身的工作狀態(tài)及模擬量輸出、回測結(jié)果等實時上傳廣域阻尼控制裝置，便于有效監(jiān)測廣域阻尼控制執(zhí)行裝置工作狀態(tài)，及時調(diào)整控制策略，其中，所述自身的工作狀態(tài)包括執(zhí)行裝置進入受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置進入等待受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出等待受控狀態(tài)；所述模擬量輸出是指廣域阻尼控制裝置的控制命令；所述回測結(jié)果是指在廣域阻尼控制裝置的輸出回路配備獨立的內(nèi)部回測跟蹤電路，同步采樣廣域阻尼控制裝置的模擬量實際輸出值。
[0024]3、廣域阻尼控制裝置將步驟1、2的實時數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，通過解析數(shù)據(jù)幀中質(zhì)量碼對時標異常以及數(shù)據(jù)丟包進行統(tǒng)計，對時標異常以及丟包統(tǒng)計進行告警以及日志記錄。對數(shù)據(jù)幀中的CRC進行校驗，校驗不通過的數(shù)據(jù)認為不可用。預(yù)處理是指判斷數(shù)據(jù)包是否完整，CRC校驗碼是否正確，數(shù)據(jù)的時標是否正確。數(shù)據(jù)預(yù)處理只針對步驟1、2的所有數(shù)據(jù)。
[0025]4、開辟一塊共享內(nèi)存，將經(jīng)過步驟3處理的數(shù)據(jù)進行斷面對齊，保存到實時數(shù)據(jù)庫，斷面厚度為FT秒(本發(fā)明FT優(yōu)選為4秒)。其中，斷面是指在同一時標下的電力系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，斷面對齊是指將實時庫中多時標斷面的數(shù)據(jù)按照時標進行提取，F(xiàn)T建議取值為4?6秒。
[0026]5、控制啟動進程從步驟4中的實時數(shù)據(jù)庫中按照最新斷面時間取出數(shù)據(jù)。
[0027]6、對從步驟5中取出的數(shù)據(jù)進行控制邏輯啟動條件檢測，如果不符合控制邏輯啟動的條件，對廣域阻尼控制裝置進行閉鎖；如果符合控制邏輯啟動條件，則進入步驟7 ；
[0028]對從步驟5中取出的數(shù)據(jù)進行控制邏輯啟動條件檢測，主要包括廣域阻尼控制裝置的輸入異常檢測、選擇判斷、同步判斷；當PMU采集的輸入功率的標么值大于某一門檻值(本發(fā)明門檻設(shè)為100)時，認為輸入異常，放棄本次計算，返回步驟5。
[0029]選擇判斷是指從一個區(qū)域電網(wǎng)中選擇具有代表性的電壓相角來代表本區(qū)域電網(wǎng)的電壓相角，所述具有代表性的電壓相角選擇線路或者母線的電壓相角，同一區(qū)域可以配置多個電壓相角，實現(xiàn)互備。如果所配置的電壓相角有多個在有效范圍(本發(fā)明設(shè)置為額定電壓的-10%?10% )內(nèi)，則本區(qū)域電網(wǎng)的電壓相角取多個有效電壓相角的平均值；如果所配置的電壓相角只有一個在有效范圍內(nèi)，則本區(qū)域的電壓相角取此有效電壓相角的值。如果所配置的電壓相角都不在有限范圍內(nèi)，則認為此電壓相角無效，放棄本次計算，執(zhí)行步驟5 ;
[0030]同步判斷是指根據(jù)所選擇的區(qū)域電網(wǎng)電壓相角，互相校驗區(qū)域電網(wǎng)是否解網(wǎng)運行。如果兩個區(qū)域電網(wǎng)之間的相角差大于同步判斷門檻值(本發(fā)明設(shè)置為30 °)，認為區(qū)域電網(wǎng)之間解網(wǎng)運行，放棄本次計算，執(zhí)行步驟5。
[0031]當輸入異?；蛘唠妷合嘟菬o效或者判斷同步判斷區(qū)域電網(wǎng)解網(wǎng)運行時，則認為從步驟5中取出的數(shù)據(jù)不符合控制邏輯啟動的條件，閉鎖所有廣域阻尼控制裝置的輸出，同時向控制子站下發(fā)閉鎖命令。，閉鎖所有廣域阻尼控制裝置的輸出，同時向控制子站下發(fā)閉鎖命令?？刂谱诱臼盏矫詈笾辽匍]鎖T秒(建議T值取值范圍為60?120秒，本發(fā)明T取90秒)，即當收到最后一幀閉鎖命令后，再過T秒后，控制子站才能恢復(fù)正常。當控制子站恢復(fù)正常之后，主站下發(fā)的控制命令才能被執(zhí)行。7、將步驟6中滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)送入控制主邏輯計算，計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲進程。中間數(shù)據(jù)主要包括:控制器輸入、輸出、隔直環(huán)節(jié)前的輸入，隔直環(huán)節(jié)后的輸出，移相環(huán)節(jié)前的輸入、移相環(huán)節(jié)后的輸出、限幅環(huán)節(jié)前的輸入、限幅環(huán)節(jié)后輸出、移相、增益、限幅。
[0032](8)廣域阻尼控制執(zhí)行裝置根據(jù)步驟(7)下發(fā)的控制命令對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制，同時將執(zhí)行裝置輸出的模擬量控制信號寫入至實時數(shù)據(jù)庫；
[0033](9)存儲進程將步驟(5)中取出的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、步驟(7)中發(fā)送給存儲進程的中間數(shù)據(jù)以及步驟(8)中的模擬量控制信號數(shù)據(jù)進行解析，即按照PMU的時標將(5)和
(7)、步驟(8)的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)包的格式解析，然后統(tǒng)一保存在廣域阻尼控制裝置的臨時內(nèi)存中，再根據(jù)最新的斷面時間將臨時內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存保存到本地的歷史數(shù)據(jù)文件夾中，提供電網(wǎng)故障參數(shù)、曲線的查看、分析。
[0034]本發(fā)明 申請人:結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施例做了詳細的說明與描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，詳盡的說明只是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明精神，而并非對本發(fā)明保護范圍的限制，相反，任何基于本發(fā)明的發(fā)明精神所作的任何改進或修飾都應(yīng)當落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于:根據(jù)PMU和執(zhí)行裝置上送的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)保存至實時數(shù)據(jù)庫并進行斷面對齊，對滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)進行控制邏輯計算，從而對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制。
2.一種廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)各PMU將配置2幀以及數(shù)據(jù)幀上送到廣域阻尼控制裝置；其中，所述配置2幀描述子站根據(jù)主站要求，上傳數(shù)據(jù)的名稱、數(shù)量、轉(zhuǎn)換系數(shù)等； (2)各執(zhí)行裝置將自身的工作狀態(tài)及模擬量輸出、回測結(jié)果上送到廣域阻尼控制裝置，其中，所述自身的工作狀態(tài)包括執(zhí)行裝置進入受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置進入等待受控狀態(tài)、執(zhí)行裝置退出等待受控狀態(tài)；所述模擬量輸出是指廣域阻尼控制裝置的控制命令；所述回測結(jié)果是指在廣域阻尼控制裝置的輸出回路配備獨立的內(nèi)部回測跟蹤電路，同步采樣廣域阻尼控制裝置的模擬量實際輸出值； (3)廣域阻尼控制裝置將步驟(I)、(2)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，判斷數(shù)據(jù)包是否完整，CRC校驗碼是否正確，數(shù)據(jù)的時標是否正確； (4)將處理后的數(shù)據(jù)進行斷面對齊，保存到實時數(shù)據(jù)庫，斷面厚度為FT秒；其中，斷面是指在同一時標下的電力系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，斷面對齊是指將實時庫中多時標斷面的數(shù)據(jù)按照時標進行提取； (5)廣域阻尼控制裝置控制啟動進程從步驟(4)中的實時數(shù)據(jù)庫中按照最新斷面時間取出數(shù)據(jù)； (6)對從步驟(5)中取出的數(shù)據(jù)進行控制邏輯啟動條件檢測，如果不符合控制邏輯啟動的條件，對廣域阻尼控制裝置進行閉鎖；如果符合控制邏輯啟動條件，則進入步驟(7)； (7)對步驟￠)中滿足控制啟動條件的數(shù)據(jù)進行控制邏輯計算，將計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲進程，將計算結(jié)果直接寫入實時數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)所述計算結(jié)果生成控制命令發(fā)送給廣域阻尼控制裝置，其中，中間數(shù)據(jù)是指將計算過程的控制邏輯分解之后，數(shù)據(jù)在經(jīng)過相應(yīng)控制邏輯的輸入與輸出值； (8)廣域阻尼控制執(zhí)行裝置根據(jù)步驟(7)下發(fā)的控制命令對電力系統(tǒng)進行廣域阻尼控制，同時將執(zhí)行裝置輸出的模擬量控制信號寫入至實時數(shù)據(jù)庫； (9)存儲進程將步驟(5)中取出的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、步驟(7)中發(fā)送給存儲進程的中間數(shù)據(jù)以及步驟(8)中的模擬量控制信號數(shù)據(jù)進行解析，即按照PMU的時標將(5)和(7)、步驟(8)的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)包的格式解析，然后統(tǒng)一保存在廣域阻尼控制裝置的臨時內(nèi)存中，再根據(jù)最新的斷面時間將臨時內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存保存到本地的歷史數(shù)據(jù)文件夾中，提供電網(wǎng)故障參數(shù)、曲線的查看、分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 在所述步驟(3)中，斷面厚度FT優(yōu)選為4?6秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 在步驟￠)中，所述控制邏輯啟動條件檢測包括廣域阻尼控制裝置的輸入異常檢測、選擇判斷、同步判斷； 當PMU采集的輸入功率的標么值大于預(yù)設(shè)門檻值時，認為輸入異常，放棄本次計算，返回步驟(5)； 選擇判斷是指從一個區(qū)域中選擇具有代表性的電壓相角來代表本區(qū)域電網(wǎng)的電壓相角，如果所選擇的電壓相角都不在有效范圍內(nèi)，則認為此電壓相角無效，放棄本次計算，執(zhí)行步驟(5)； 同步判斷是指根據(jù)所選擇的區(qū)域電網(wǎng)電壓相角，互相校驗區(qū)域電網(wǎng)是否解網(wǎng)運行，如果兩個區(qū)域電網(wǎng)之間的相角差大于同步判斷門檻值，認為區(qū)域電網(wǎng)之間解網(wǎng)運行，放棄本次計算，執(zhí)行步驟(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 當輸入異?；蛘唠妷合嘟菬o效或者判斷同步判斷區(qū)域電網(wǎng)解網(wǎng)運行時，則認為從步驟(5)中取出的數(shù)據(jù)不符合控制邏輯啟動的條件，閉鎖所有廣域阻尼控制裝置的輸出，同時向控制子站下發(fā)閉鎖命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 廣域阻尼控制裝置的輸出的閉鎖時間為60?120秒，控制子站收到命令后至少閉鎖60?120秒后，控制子站才能恢復(fù)正常，當控制子站恢復(fù)正常之后，廣域阻尼控制裝置下發(fā)的控制命令才能被執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 廣域阻尼控制裝置的輸出的閉鎖時間優(yōu)選為90秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣域阻尼控制實時數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于: 在輸入異常檢測中，所述預(yù)設(shè)門檻值優(yōu)選100 ； 所選擇電壓相的有效范圍是指為額定電壓的-10%?10%內(nèi)； 所述同步判斷門檻值為30 °。
【文檔編號】G05B19/042GK104133410SQ201410396021
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】涂亮, 邱富東, 門錕, 時伯年, 柳勇軍, 韓亮, 楊誠, 張龍菲 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責任公司, 北京四方繼保自動化股份有限公司