科技成果

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成果名称: 分布式稳控装置的系统测试技术研究及测试设备研制

成果登记号: 9612017Y0155

第一完成单位: 国网陕西省电力公司电力科学研究院

联 系 人: 吴子豪

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 论文和著作

技术领域: 先进制造

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

    分布式稳控装置一般装设在涉及电网安全稳定运行的重要断面上,在电网安全稳定中起到第二道和第三道防线作用,是避免电网大面积停电的重要手段。因此确保分布式稳控装置的可靠运行和正确动作是必须的。国家电网公司要求必须对新(改、扩)建稳控系统工程实施测试,以确保分布式稳控装置的可靠运行。目前对分布式稳控装置的测试存在以下问题:

    1)使用继电保护测试仪对设备的精度进行检测,采用设备自带的检测功能对设备进行装置动作性检验,现场一般没有手段和能力再进行系统联调。

    2)安全稳定装置通用测试仪器针对对分布式稳控装置进行单体测试,难以对分布式稳控系统进行整体的系统级测试,无法验证稳控系统在故障处理时的可靠性。

    3)搭建与实际基本相同的试验系统,将所有分布式稳控装置集中进行测试,一方面搭建的试验系统无法真实模拟设备投运后的运行状态;另一方面由于各个稳控系统的差异性,搭建的试验系统基本不具备复用性,测试效率较低。

    4)现场测试需多个地点的测试人员间通过电话协调配合,出错几率大,测试效率低。

    针对上述问题,国网陕西省电力公司于2014年立项“分布式稳控装置的系统测试技术研究及测试设备研制”科研项目,由国网陕西省电力公司电力科学研究院联合国网陕西省电力公司共同研究分布式稳控装置的测试方法并研制测试设备。

    本项目提出基于电网运行场景实时仿真和多地点同步注入、具有策略自动校验功能的系统级测试方法,研制由测试指挥控制计算机、稳控装置测试同步信号源、无线通信模块等组成的分布式稳控系统成套测试设备。测试系统由稳控系统测试场景仿真器实时仿真计算故障场景下的各个断面电压、电流、有功功率、无功功率、相角以及频率值,将上述故障场景数据进行处理,分别形成各厂站稳控装置测试用的故障场景数据文件。同步信号源根据故障场景数据在相对应的各个分布式稳控装置的二次侧同步注入电流电压信号,模拟电网运行场景及边界条件,从而对分布式稳控装置的主站、子站、通信在稳定控制过程中的策略及协调配合进行系统测试。测试结束后各个测试装置上报测试结果至指挥计算机,由指挥计算机汇总各个厂站稳控装置动作情况,对稳控装置控制策略进行自动校验,验证分布式稳控装置执行逻辑是否正确。采用GPS时钟同步技术和无线公网通信技术,解决了在地理上分散的多个相互独立的测试仪表无法同步动态仿真的问题,更适用于进行现场测试。现场测试时,指挥计算机、各同步信号源均采用GPS进行对时,确保各个节点测试信号输出的同步性,使得测试结果更加准确可信。

    本项目的主要创新点有:

    1)提出以电网运行场景实时仿真模拟为核心的分布式稳控系统的系统测试方法,通过仿真计算或故障录波形成电网运行场景数据,经同步信号源接入分布式稳控装置,同步注入电流电压信号,模拟电网运行场景及边界条件,从而对分布式稳控装置的主站、子站、执行站、通信在稳定控制过程中的策略及协调配合进行系统测试。

    2)研制了由进行仿真计算和稳定控制策略验证的指挥计算机、同步信号源、无线通信模块等设备组成的分布式稳控装置闭环测试系统。

    3)指挥计算机实时接收各个同步信号源上传的被测分布式稳控装置的动作信息,与内置控制策略表进行对比分析,验证分布式稳控装置执行逻辑是否正确。

    4)采用GPS时钟同步技术和无线公网通信技术,解决了在地理上分散的多个相互独立的测试仪表无法同步输出的问题,使得测试结果更加准确可信。

    本项目提出的电网分布式稳控装置的系统测试方法及成套测试设备能够对分布式稳控系统进行现场系统级测试,测试自动化程度高、效率高、准确度高,有效降低现场工作人员的工作强度与出错几率。广泛应用于新建稳控系统投运前、既有稳控系统改造或软件升级后的现场联合调试,也可作为出厂验收和科研研究用,具有良好的工程应用前景。

    本项目成果先后应用于江苏华瑞泰科技股份有限公司和国网陕西省电力公司。江苏华瑞泰科技股份有限公司利用本项目研制的分布式稳控装置成套测试设备对该公司生产的部分分布式稳控装置进行出厂测试;国网陕西省电力公司在“东-凉-乾-宝稳控系统改造及汉中电网安全稳定控制系统现场联合调试”中,利用本项目研制分布式稳控装置成套测试设备在分布式稳控装置二次侧注入故障场景信号,分别模拟硖汉线过载、汉中站主变过载等电网运行故障场景,对汉中电网安全稳定控制系统进行现场测试。

    本项目依托的“分布式稳控装置的系统测试技术研究及测试设备研制”国网陕西省电力公司科技项目得到验收专家组高度评价,达到国内领先水平,获得了2016年陕西省电力公司科技进步一等奖。