一种无功电压紧急协调控制系统

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，特别涉及一种无功电压紧急协调控制系统。

背景技术

由于新能源出力占比增加，取代了大量常规机组，电网开机不足，缺少动态无功支撑。

针对多直流馈入地区，当发生交流高压线路故障后，直流换相失败逆变器消耗无功增加，由于电网缺少动态无功支撑，导致电压恢复困难，交直流连锁反应，最终导致持续换相失败或者局部低电压。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种无功电压紧急协调控制系统，其可解决交直流连锁反应导致持续换相失败或者局部低电压的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种无功电压紧急协调控制系统，包括无功电压协调管理主站、区域控制主站和控制执行站，其中，协调管理主站连接至少两个区域控制主站，每个区域控制主站连接至少两个控制执行站；

所述协调管理主站从AVC主站获取相关站点短路容量信息，并将各站点短路容量信息实时下发给各个区域控制主站；

所述区域控制主站设置于换流站，采集模拟量信号及无功补偿设备的位置开入信号，并向控制执行站下发投切命令；

所述控制执行站设置于变电站，采集电容电抗器信息，执行区域控制主站投切命令。

上述协调管理主站通过以太网连接各个区域控制主站。

上述区域控制主站通过2M专用或者复用通道连接各个控制执行站。

上述区域控制主站包括第一主机单元和第一子机单元，其中，第一主机单元用于与协调管理主站通讯，并通过通信扩展装置和控制执行站通讯；第一子机单元用于接收模拟量信号、开入信号和开出信号。

上述第一主机单元采用2M光纤模块与第一子机单元和通信扩展装置通讯。

上述第一主机单元包含以太网模块，设有三个以太网口，用来连接协调管理主站或者站内监控后台；第一主机单元设有两个RS485通信串口，用来连接站内监控后台，还设有两个RS485出口用来连接打印和对时设备。

上述第一子机单元通过光纤与第一主机单元建立通讯。

上述通信扩展装置用于将第一主机单元的一路光纤2M信号扩展成多路专用或者复用2M信号，通过多路2M光纤通道或复用通道与各个控制执行站通讯。

上述控制执行站包括第二主机单元和第二子机单元，其中，第二主机单元用于与区域控制主站通讯，第二子机单元用于接收模拟量信号、开入信号和开出信号。

采用上述方案后，本发明基于变电站已有的电容电抗器，构建一套无功电压紧急协调控制系统，作为一个分散、准连续控制的动态无功补偿设备，根据故障信息以及实时电压，动态投切电容电抗器，实现无功动态补偿，解决直流换相失败或者闭锁后的电压问题。

附图说明

图1是本发明的通信示意图；

图2是主机单元与子机单元及通信扩展装置之间通信示意图；

图3是主机单元工作原理图；

图4是无功电压紧急协调控制系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明。

本发明提供一种无功电压紧急协调控制系统，其结构如图1所示，包括无功电压协调管理主站、区域控制主站和控制执行站，其中，协调管理主站通过以太网连接至少两个区域控制主站，每个区域控制主站通过2M专用或者复用通道连接至少两个控制执行站。

所述协调管理主站负责系统的监控、管理，为该系统提供短路容量等信息；区域控制主站设置于换流站，采集直流等相关信息，执行无功电压紧急控制策略；控制执行站设置于变电站，负责采集电容电抗器信息，执行区域主站投切命令，执行本地过压、欠压投切电容电抗器策略。系统只考虑无功补偿设备的控制，不考虑有功的控制。

所述无功电压协调管理主站由服务器组成，从AVC主站获取相关站点短路容量信息，并通过以太网通讯方式将各站点短路容量信息实时下发给各个区域控制主站，在采用以太网通讯时，需要借助调度数据网通道。

所述区域控制主站包括主机单元和子机单元，其中，主机单元用于与协调管理主站通讯，并通过通信扩展装置和控制执行站通讯；子机单元用于接收模拟量信号、开入信号和开出信号。

所述控制执行站包括主机单元和子机单元，其中，主机单元用于与区域控制主站通讯，子机单元用于接收模拟量信号、开入信号和开出信号。

主机单元与子机单元及通信扩展装置之间的通信连接如图2所示，主机单元采用2M光纤模块与子机单元和通信扩展装置通讯。

主机单元以太网模块设有三个以太网口，可以用来连接协调管理主站或者站内监控后台；设有两个RS485通信串口可以用来连接站内监控后台；设有两个RS485出口可以用来连接打印和对时设备。

子机单元负责采集无功补偿设备的位置开入信号，以及发送跳闸和合闸开出信号到无功补偿控制设备，所述子机单元还负责采集电压、电流模拟量信号，通过光纤与主机单元建立通讯。

通信扩展装置负责将主机单元的一路光纤2M信号扩展成多路专用或者复用2M信号，通过多路2M光纤通道或复用通道与各个控制执行站通讯。

主机单元的工作原理图如图3所示，主机单元包括CPU单元、DSP单元、智能开入插件以及通信接口，其中，智能开入插件负责接入装置外部的开入信号，CPU单元负责管理开入模块、对时、打印以及负责与监控建立通信，通信接口负责与子机单元以及通信扩展装置通信，DSP单元负责管理通信接口以及控制策略的计算，CPU单元、DSP单元一起管理对外的人机显示以及智能开出。

无功电压紧急协调控制系统工作原理如图4所示，综合决策由控制主站的主机单元负责；在总功能压板投入的情况下，当主机单元判断出直流闭锁或者换相失败时，结合本地的电压判据，在判据满足的情况下发投切开出命令，投切本地允切压板投入的无功设备，同时发送投切命令到各个控制执行站；控制执行站接收到控制主站发送的投切命令时，结合本地电压的判据，当满足投切动作的判据时，投切本地允切压板投入的无功设备。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。