基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法技术方案

基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，包括如下步骤：S1.利用ADPSS系统搭建待测电网的机电-电磁分网方案；S2.定义分网方案内的重要联络线，将重要联络线上的电压或电流信号作为广域模拟量采集，转化为广域阻尼控制信号；所述广域阻尼控制信号与本地PSS信号叠加后作为新的PSS信号作用于励磁控制器模型中；S3.利用ADPSS系统模拟各种故障模式，测量发电机广域阻尼控制器的各项功能。本发明专利技术通过实时仿真平台ADPSS搭建真实的电网模型，模拟各种故障模式下的阻尼控制方式并取得测量结果，为广域阻尼控制技术在电网中的推广应用奠定了扎实基础。

Closed loop test method of generator wide area damping control system based on ADPSS

Generator wide area damping control system of ADPSS closed loop test based method, which comprises the following steps: using S1. electromechanical ADPSS system is built to measure the electromagnetic grid network; S2. defined an important contact line network scheme of the voltage or current signal is an important contact line as wide analog acquisition, into a wide area damping control signal the wide area damping control; signal and local PSS signal superimposed as PSS signal to a new excitation controller model; S3. ADPSS simulation system using various failure modes, measuring generator for the wide area damping control. The grid model of the present invention through the real-time simulation platform ADPSS to build real, damping control mode simulation model under various fault conditions and measurement results, which lays a solid foundation for popularization and application of wide area damping control techniques in power grid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力领域，涉及电力系统的计算机辅助仿真方法，具体地，涉及一种基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法。
技术介绍
ADPSS（AdvancedDigitalPowerSystemSimulator,电力系统全数字实时仿真装置）是由中国电力科学研究院研发的，可模拟大规模电力系统（1000台机、10000个节点）的全数字实时仿真装置，提供交直流混联大电网下电力电子设备的闭环测试手段。文献“电力系统全数字实时仿真装置”（电网技术，第32卷，第22期，2008年11月）对ADPSS的功能和应用前景进行了全面的综述。其中，ADPSS由机电暂态仿真、电磁暂态仿真及物理接口装置等多个模块组成。机电暂态仿真可进行万级节点规模的电网仿真；电磁暂态仿真可详细模拟电力系统元件模型的电压、电流暂态过程；采用分网并行的通用算法，解决了大规模电网仿真时间长、无法实现实时仿真的难题。通过机电暂态和电磁暂态并行混合仿真，可实现快慢不同时间尺度暂态过程的联合仿真，解决了电力电子设备与大电网相互影响仿真准确度的技术难题。为了提高区域电网区内低频振荡和区间之间低频振荡的系统阻尼，提升外送通道的稳定极限，考虑将广域信号引入发电机的阻尼控制领域，即针对区内关键位置的发电机组安装广域阻尼控制器。目前该技术在国内处于领先水平，尚无在现场闭环运行的先例。由于该系统后期计划安装在实际电网中进行闭环运行，因此有必要在实验室对该新技术在电网中的可行性、有效性及可靠性进行测试，对各种系统可能存在的扰动和故障形式进行全方位扫描和模拟，解决该新型技术工程实用过程中的一系列关键问题，包括信号选取、控制点选择、控制系统架构、实时数据处理以及发电机励磁系统的接口等。目前，未见采用ADPSS对发电机广域阻尼控制系统进行全面闭环测试的实施先例。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，通过实时仿真平台ADPSS模拟大规模交直流混联电网的实际运行，搭建真实的电网模型，不需要对系统进行等值建模，掌握在区域电网安装运行一套发电机广域阻尼控制系统的控制技术和运行维护技术，为广域阻尼控制技术在电网中的推广应用奠定基础。本专利技术解决上述问题所采用的基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，包括如下步骤：S1.利用ADPSS系统搭建待测电网的机电-电磁分网并网计算方案，形成机电子网和电磁子网；根据分网方案，对电网内部各个节点设备进行建模，并对电磁子网中每一发电机组，采用自定义建模的方式建立本地电力系统稳定器和励磁控制器模型；配置ADPSS的模拟量输出接口和模拟量输入接口；S2.定义分网方案内的重要联络线，将重要联络线上的电压或电流信号作为广域模拟量采集，通过模拟量输出接口输出至广域数据集中装置，所述广域数据集中装置将输入的广域模拟量转化为广域数字量并输入到广域阻尼控制装置，所述广域阻尼控制装置将广域数字量转化为控制数字量输入到阻尼控制执行装置，所述阻尼控制执行装置将控制数字量转化为广域阻尼控制信号；所述广域阻尼控制信号通过模拟量输入接口输入到ADPSS中不同发电机组的本地电力系统稳定器，作为附加信号叠加在励磁控制器模型中；S3.利用ADPSS系统模拟各种故障模式，测量发电机广域阻尼控制器的各项功能。优选的，所述步骤S1中还包括机电-电磁一致性验证步骤，所述机电-电磁一致性验证步骤具体为：对ADPSS内的机电-电磁分网方案，在机电-电磁混合仿真和机电暂态仿真两种仿真方式下设置相同的运行方式和故障条件，比较两种仿真方式下发电机组的有功出力、功角振荡曲线、重要联络线输出的有功功率曲线、无功功率曲线进行比较，从稳态值偏差以及动态过程的振荡频率、振幅大小进行误差判断，当两种仿真方式下的误差低于预先设定标准时认为验证通过，否则验证不通过，对本地模型进行修正。具体的，所述电磁暂态仿真的仿真步长为100微秒，机电暂态仿真步长为10毫秒，所述预先设定标准为5%。优选的，所述重要联络线包括母线和水电传输线路。具体的，所述步骤S3中的故障模式包括线路N-1故障、线路N-2故障、线路单相接地故障、主变高压侧N-1故障。优选的，所述步骤S2中发电机广域阻尼控制系统根据重要联络线电压和电流采集量，形成分别用于提高区内振荡阻尼的广域阻尼控制信号DS1和提高区间振荡阻尼的广域阻尼控制信号DS2，作为ADPSS装置的模拟量输入信号，分别输入到待测电网中的不同发电机组的本地电力系统稳定器，作为附加信号叠加在励磁控制器模型中。综上，本专利技术的有益效果是：1、通过实时仿真平台ADPSS搭建真实的电网模型，模拟各种故障模式下的阻尼控制方式并取得测量结果，根据模拟结果加快了广域阻尼控制中的具体参数调节进程，为广域阻尼控制技术在电网中的推广应用奠定了扎实基础。2、采用在电磁暂态仿真和机电暂态仿真两种仿真方式综合对比模拟，进一步验证电机模型的真实性，保证机电-电磁混合仿真方式与纯机电仿真方式下的系统特性一致，确保仿真模型的一致性和仿真方式的可信性。3、将广域阻尼控制信号分路输入ADPSS内的虚拟发电机组，模拟同时抑制区内振荡模式和区间振荡模式，测试取得最佳阻尼控制效果。附图说明图1为本专利技术一种具体实施方式的闭环测试系统框图；图2为采用本专利技术模拟500kV线路发生N-1故障方式下将广域阻尼控制信号分别作为区间振荡控制信号和区内振荡控制信号投入时，L1线路的有功功率对比曲线图；图3为采用本专利技术模拟500kV线路发生N-1故障方式下将广域阻尼控制信号分别作为区间振荡控制信号和区内振荡控制信号投入时，L2线路的有功功率对比曲线图；图4为采用本专利技术模拟500kV线路发生N-1故障方式下将广域阻尼控制信号分别作为区间振荡控制信号和区内振荡控制信号投入时，L3线路的有功功率对比曲线图。图2-图4中标记1的曲线为仅投入本地发电机组电力系统稳定器的对应曲线，标记2的曲线为在本地发电机组的各2台发电机组投入本地发电机组电力系统稳定器叠加广域阻尼控制信号的叠加曲线，标记3的曲线为在本地发电机组的各6台发电机组投入本地发电机组电力系统稳定器叠加广域阻尼控制信号的叠加曲线。图2-图4中的纵坐标为p.u.，单位为标么值，标么值为有名值与基准值的比值，是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。图5为本专利技术所述DS1信号的产生示意图；图6为本专利技术所述DS2信号的产生示意图；图7为广域阻尼控制信号与发电机本地PSS信号的叠加原理图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.利用ADPSS系统搭建待测电网的机电-电磁分网方案，形成机电子网和电磁子网，根据分网方案，对电网内部各个节点设备进行建模，并对电磁子网本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.利用ADPSS系统搭建待测电网的机电‑电磁分网并网计算方案，形成机电子网和电磁子网；根据分网方案，对电网内部各个节点设备进行建模，并对电磁子网中每一发电机组，采用自定义建模的方式建立本地电力系统稳定器和励磁控制器模型；配置ADPSS的模拟量输出接口和模拟量输入接口；S2.定义分网方案内的重要联络线，将重要联络线上的电压或电流信号作为广域模拟量采集，通过模拟量输出接口输出至广域数据集中装置，所述广域数据集中装置将输入的广域模拟量转化为广域数字量并输入到广域阻尼控制装置，所述广域阻尼控制装置将广域数字量转化为控制数字量输入到阻尼控制执行装置，所述阻尼控制执行装置将控制数字量转化为广域阻尼控制信号；所述广域阻尼控制信号通过模拟量输入接口输入到ADPSS中不同发电机组的本地电力系统稳定器，作为附加信号叠加在励磁控制器模型中；S3.利用ADPSS系统模拟各种故障模式，测量发电机广域阻尼控制器的各项功能。

【技术特征摘要】
1.基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.利用ADPSS系统搭建待测电网的机电-电磁分网并网计算方案，形成机电子网和电磁子网；根据分网方案，对电网内部各个节点设备进行建模，并对电磁子网中每一发电机组，采用自定义建模的方式建立本地电力系统稳定器和励磁控制器模型；配置ADPSS的模拟量输出接口和模拟量输入接口；
S2.定义分网方案内的重要联络线，将重要联络线上的电压或电流信号作为广域模拟量采集，通过模拟量输出接口输出至广域数据集中装置，所述广域数据集中装置将输入的广域模拟量转化为广域数字量并输入到广域阻尼控制装置，所述广域阻尼控制装置将广域数字量转化为控制数字量输入到阻尼控制执行装置，所述阻尼控制执行装置将控制数字量转化为广域阻尼控制信号；
所述广域阻尼控制信号通过模拟量输入接口输入到ADPSS中不同发电机组的本地电力系统稳定器，作为附加信号叠加在励磁控制器模型中；
S3.利用ADPSS系统模拟各种故障模式，测量发电机广域阻尼控制器的各项功能。
2.根据权利要求1所述的基于ADPSS的发电机广域阻尼控制系统闭环测试方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括机电-电磁一致性验证步骤，所述机电-电磁一致性验证步骤具体为：
对ADPSS内的机电-电磁分网方案，在机电-电磁混合仿真和机电暂态仿真两种仿真方式下...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琳，唐永红，刘柏私，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11