[发明专利]一种电力系统广域阻尼的控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统控制领域，更具体的说，是涉及一种电力系统广域阻尼的控制系统及其方法。

背景技术

传统的电力系统控制模式，基本都是本地模式的，即：位于电网局部的某控制器仅仅采集本地信息作为反馈信号，据此计算控制指令并执行，构成连续的闭环控制系统。这种本地控制模式以电力系统稳定器PSS、SVC、TCSC等为代表。

这种本地模式的控制在电力系统过去的上百年间发挥了很重要的作用，但是随着电网规模的扩大、特别是大电网之间的互联，这种控制模式越来越多的暴露出局限性，主要体现在：大电网的动态特性更加复杂，特别是容易出现波及范围很大的电网波动事件，如区域间的功率振荡等，本地模式的控制由于仅仅采集本地信号，无法有效控制这种大范围动态现象。

另一方面，近年来由于同步相量测量技术的发展，广域相量测量系统的建设在国内外电力系统都已经初具规模，对于该系统的应用，目前国内外都还停留于事故后分析以及在线监视方面，没有充分发挥广域量测系统在构建广域控制、提升系统大范围动态性能方面的潜力。

发明内容

本发明提出了一种能有效抑制电力系统大范围的功率动荡现象，提高电力系统稳定性的电力系统广域阻尼的控制系统，另外，本发明还提供了一种电力系统广域阻尼的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力系统广域阻尼的控制系统，包括经由通信通道连接的广域相量测量系统、广域阻尼控制主站以及执行子站；广域相量测量系统用于采集交流变电站或者直流换流站的同步相量数据信号；广域阻尼控制主站接收、处理来自广域相量测量系统的信号，判断其中的振荡信息及其控制系统的投运状态，并发出命令控制执行子站；执行子站与电力系统的控制设备连接，并命令传动相关的电力系统控制设备，对功率振荡现象给予控制。

控制系统的投运状态包括以下内容：电网运行状态，电力系统控制设备的自身状态，广域量测系统、广域阻尼控制主站与执行子站三者之间的通信通道的状态，广域量测系统、控制主站与控制子站三者的硬件状态。

广域阻尼控制主站包括装配有实时操作系统的计算机，该计算机采用实时数据库存储来自广域相量测量系统的数据。

在广域阻尼控制主站还包括内部实现数字控制器模块。，该数字控制器模块由隔直、滤波、比例增益、以及移相、以及限幅环节构成。

广域相量测量系统与广域阻尼控制主站之间，及广域阻尼控制主站与执行子站之间均通过单个或多个光纤通道实现信号传输。

电力系统的控制设备包括电力系统稳定器、电力系统高压直流输电控制器系统、静止同步补偿器及静止无功补偿器中的任一种或多种组合。

另外，本发明还提供了一种使用电力系统广域阻尼的控制系统的控制方法，其包括以下步骤：a、广域相量测量系统接收来自交流变电站或者直流换流站的同步相量数据，并传送给广域阻尼控制主站；b、广域阻尼控制主站接收、处理来自广域相量测量系统的信号；c、对信号进行分析计算，判定当前信号中是否具备振荡信息及控制系统的投运条件，当具备振荡信息时，且投运条件满足时，执行下一步骤d；当不具备振荡信息或投运条件不满足时，返回上一步骤b；d、广域阻尼控制主站传送控制命令到执行子站，执行子站接收并处理来自广域阻尼控制主站的控制命令；e、执行子站检测通信通道的状态及自身硬件状态是否异常，当通信通道的状态或自身硬件状态异常时，控制系统返回执行步骤b；当通信通道的状态及自身硬件状态正常时，执行子站将控制命令转发到当地的控制设备，控制当地控制设备动作，完成整个闭环控制过程。

在步骤c中，投运条件包括以下内容：电网运行状态，电力系统控制设备的状态，广域量测系统、广域阻尼控制主站与执行子站三者之间的通信通道是否正常，广域量测系统、广域阻尼控制主站与执行子站三者的硬件状态是否正常；当具备振荡信息时，且电网运行状态正常、电力系统控制设备的状态正常、通信通道正常及控制系统硬件的状态正常时，执行下一步骤d；当不具备振荡信息、电网运行状态异常、电力系统控制设备的状态异常、通信通道异常或控制系统硬件的状态异常时，返回上一步骤b。

在步骤d中，广域阻尼控制主站将连续计算当前的控制命令，该控制命令在输入的外部相量数据的驱动下被传送至执行子站。

在步骤a中所采集到的广域量测系统采集实时电网相量数据，以及在步骤e中执行子站转发给控制设备的控制命令，均附有GPS时标。