YC-04_AVC自动调控系统控制模型.doc

yc-04 avc自动调控系统详细设计说明书 广州天吉电力科技有限公司yc-04 avc无功电压自动调控系统控制模型一、概述系统运行时可以通过两种方式进行机组无功出力调控，第一种：在线调控，即在和省调通讯正常的情况下，接收到省调下发指令后进行调控，调控目标值达到后保持；第二种：离线调控，即与省调端通讯超时或故障时进行调控。第一种方式时系统接收到的省调指令包括下发指定机组无功目标值、下发母线电压目标值、下发全厂总无功目标值；第二种方式时系统一直监测母线电压，计算和分配机组无功并多路输出调节。这两种调控方式的最终目标均为单机组无功出力调节，通过执行终端输出调节脉冲，达到或接近下发目标（或省调考核电压曲线）。系统具有远方或就地投切功能，dcs端可执行远方投入。二、 主要参数序号标识名称单位/范围目标值参数1qtarget指定机组无功目标值兆瓦2vtarget高压侧母线电压目标值千伏3qtarget全厂机组总无功目标值兆乏有功参数4p机组50%额定功率兆瓦5p+当前有功出力兆瓦6p-上次有功出力兆瓦7pmax有功出力上限值兆瓦8pmin有功出力下限值兆瓦无功参数9q+当前无功出力兆乏10q-前次无功出力兆乏11q无功出力允许偏差（死区）兆乏12qmax无功出力上限值兆乏13qmin无功出力下限值兆乏14qha无功出力高闭锁值兆乏15qla无功出力低闭锁值兆乏母线电压参数16v+当前母线电压百伏17v-前次母线电压百伏18v母线电压允许偏差（死区）百伏19vmax母线电压上限值百伏20vmin母线电压下限值百伏定子电压参数21vg+当前定子电压百伏22vg-前次定子电压百伏23vgmax定子电压上限值百伏24vgmin定子电压下限值百伏定子电流参数25ig+当前定子电流安培26ig-前次定子电流安培27igmax定子电流上限值安培28igmin定子电流下限值安培其它相关参数29avr自动信号投入/退出30控制指令允许范围1-99兆乏31控制信号间隔时间5-255 秒32调节精度1-99兆乏33最大信号宽度兆乏/毫秒34最小信号宽度兆乏/毫秒35x系统阻抗36xmax系统阻抗上限37xmin系统阻抗下限38q+当前系统总无功39q-前次系统总无功40qmax全厂无功上限41qmin全厂无功下限42qdisable不可调机组总无功43qenable可调机组总无功44qtarget1指定机组分配的目标无功45qunit,max可调机组总无功上限46qunit,min可调机组总无功下限47qunit指定机组无功目标值三、无功分配计算方法第一步：计算系统阻抗xq- q+ v- v+ x = v- v+ 为了保证计算的精确度，采取了下述方法选取v+和v- 设置了系统阻抗的上、下限，当不能计算出系统阻抗时，取上限； 保证v+和v-的差值必须大于一定值（目前取为0.8%的额定母线电压），才计算系统阻抗； v+或v-有效时间具有一限制，在取得v+或v-后超过一定时间，即认为v+或v-无效。也就是如果母线电压没有变化超过一定时间，总是取系统阻抗上限作为计算结果。第二步：预测系统无功vtarget q+ + qtarget = v+) (vtarget vtarget v+ x 上式表明，无论x值是否精确，预测系统无功的变化方向与母线目标电压变化的方向始终是相同的。在母线电压由一个稳态值向目标电压变化过程中，系统无功先用系统阻抗上限进行计算，母线电压随着无功调节开始变化，当母线电压变化超过死区值时，将得到较准确的系统阻抗值（x），因此可得到精确的系统无功预测值。第三步：机组无功分配 如果母线电压和目标电压在死区范围以内（1%母线额定电压） 在预测出的系统无功中扣除不可调机组的无功 qtarget1 = qtarget - qdisable - qenable 根据每台机组的p-q图获得可调机组当前运行点的无功上、下限，得到可调总无功上、下限，具备调节能力判别机组条件为有功出力大于50% 额定功率。 qadj, max = qunit,max qadj, min = qunit,min(qadj,max + qadj,min) 0.5qtarget1 - 计算目标无功和理想无功运行点的偏移(qadj,max - qadj,min) 0.5poffset = 每台机组分配的无功qunit = (qunit, max + qunit, min) 0.5 + poffset(qunit, max - qunit, min) 0.5 检查机组目标无功是否越限，如果越限，把目标无功格式化在限制内，把超限机组作为不可调机组，目标无功减去超限机组的无功，重复步，直至没有可调机组。上述无功分配方法可使所有发电机的无功运行点及其无功上、下限的距离有相同的百分比。四、无功分配策略无功分配策略有两种：等功率因数法和等比率法。两种方法只在在线方式调控下使用。1、等功率因数法（cos1 = cos2 = = cosn） 各机组的功率因数相同。当省调下发全厂总无功指令（或下发电压指令，需利用上述算法估测出全厂总无功）时，首先判断是否越全厂总无功上下限，如越限则取限值，再结合当前总有功，计算出全厂目标功率因数。对于指定机组，结合指定机组有功和算出的功率因数，算出指定机组的无功目标值，无可调能力的机组不计算，也不参与调控。当有机组无功目标值越限后，需要将该机组的无功结合功率因数进行二次分配，即将该机组的无功分配至其它有调节能力的机组。如分配后的无功与当前无功比较进入死区，则指定机组调控无须执行。2、等比率法（slope1 = slope2 = = slopen） 各机组无功增加或减少值比率相同。当省调下发全厂总无功指令（或下发电压指令，需利用上述算法估测出全厂总无功）时，范围应在全厂总无功上限和下限之间，算出总无功目标值占全厂总无功上下限的比率，全厂总无功上、下限根据每台机组的无功上、下限求得。用下发全厂总无功目标和当前全厂总无功求出总无功目标差值，每台机组的无功目标值为当前的无功基础上加上无功目标差值乘以比率，如机组中有越限的需要进行二次分配，直至无功分配完成。对于分配后的指定机组无功目标值与当前无功比较进入死区，则指定机组调控无须执行。 五、控制模式控制模式分为：离线模式和在线模式1、离线模式 a、离线模式运行调控输出满足条件 avr自动信号投入（可设置） avc系统投入 省调通讯超时或故障 母线电压越省调电压考核曲线上、下限或母线电压与省调电压考核曲线运行点差值大于死区值 机端电压没有越上、下限 机端电流没有越上、下限 机组有功出力没有越上、下限 b、调控参考标准： 省调电压考核曲线 c、调控过程逻辑说明 当系统监测发现a中所有条件均具备时，立即启动计算和分配模块并输出控制信号调节使电压运行在省调电压考核曲线范围内。首先按照无功分配算法预测出全厂总无功，参照已选择的分配策略，再计算分配无功至指定机组。用多个线程同时参照调节宽度循环启动输出节点，直至机组无功进入死区退出。d、补充说明当系统在调控的过程中收到省调下发指令时立即退出离线方式调控，自动进入在线方式调控。2、在线模式 a、在线模式运行调控输出满足条件 avr自动信号投入（可设置） avc系统投入 省调通讯正常 接收到省调下发指令或本次指令与下次指令之间母线电压目标与当前运行电压差值大于死区 机端电压没有越上、下限 机端电流没有越上、下限 机组有功出力没有越上、下限 b、调控参考标准： p-q曲线 c、下发指令值类型 指定机组无功 全厂总无功 母线电压（一段或多段） d、调控过程逻辑说明 指定机组无功 当下发指定机组无功时，先判断是否位于死区范围，如在死区，则退出；如越上限则拉回上限，越下限则拉回下限；根据信号输出宽度设置参数进行循环输出，直至到达死区。 全厂总无功 根据已设置的分配策略，对具有可调能力的机组进行控制，先分配每个机组的无功，再按照指定机组无功类型的方式处理。 母线电压 根据母线电压算出全厂总无功目标值，余下的处理同下发全厂总无功。四、指令跟踪条件：接收到省调指令且与省调通讯未超时说明： 主机接收到省调指令后，进行目标调控，调控到目标值后与下一次接收到指令这段区间内需要维持本次目标值。以本次目标值（范围为：目标值 死区值）为准，越上限则拉回上限，越下限则拉回下限。对于多台机组，每台机组已经分配了无功目标值，每台机组对应自己的目标值进行调控。当接收到新指令时再以接收到的目标值为准调控。五、信号输入 输入信号按类型分为：模拟量和开关量；按来源可分为省调端、执行终端和rtu端。 1、模拟量包括：有功p、无功q、机端电压ug，母线电压ub模拟量来源有四种途径： a、通过通信方式全部来自rtu b、通过硬接线全部来自执行终端 c、通过rtu端和执行终端两端全部接入 d、rtu端和执行终端两端部分接入 2、开关量包括：avr自动信号、avc投入、avc切除信号开关量来源全部接入执行终端。 a、avr自动信号 信号可设置，当设置忽略后，系统不考虑该信号，始终按正常方式调控；如设置启用，当avr信号消失后，系统闭锁控制输出，不做任何调控 b、avc投入 avc投入信号可用在远方或就地。远方通常指dcs端，就地指avc上位机所在地。avc投入信号需与avc切除信号同时使用。只有在avc投入出现且avc切除信号消失的情况下，系统才具备调控能力。当avc投入后，系统分在线方式和离线方式正常调控；当avc投入信号消失且avc切除信号出现时，系统退出调控，并闭锁所有控制出口。六、信号输出信号类型有：模拟量（1路）和开关量（16路）模拟量：省调下发的指令值，输出给rtu开关量：1、增闭锁信号 当机组无功实际值与无功目标值在无功上限死区内，输出该信号，输出给rtu和dcs2、减闭锁信号 当机组无功实际值与无功目标值在无功下限死区内，输出该信号，输出给rtu和dcs3、自检信号 自检信号主要包括执行终端的输入输出节点正常信号，输出给rtu和dcs4、通讯信号 avc系统与省调通讯正常信号，输出给rtu和dcs，输出给rtu和dcs5、运行信号 avc系统运行正常信号，输出给rtu和dcs6、avc状态信号 avc系统投入或切除信号，输出给rtu和dcs 七、闭锁处理1、闭锁满足条件无功目标值与无功当前值差值小于或等于上、下限无功死区值。2、闭锁类型 闭锁分为两种：增闭锁和减闭锁 闭锁应用于在线和离线两种调控模式下。