網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)源網(wǎng)聯(lián)合仿真與運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)。包括電源側(cè)仿真子系統(tǒng)、電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和調(diào)度子系統(tǒng)；電源側(cè)仿真子系統(tǒng)用于仿真各個(gè)機(jī)組的工作狀態(tài)，并根據(jù)控制指令和調(diào)整參數(shù)調(diào)整仿真機(jī)組的工作狀態(tài)；電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)用于生成電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)，并將控制指令和調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至電源側(cè)仿真子系統(tǒng)；規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；調(diào)度子系統(tǒng)用于生成控制指令并發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)。本發(fā)明可用于模擬大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的聯(lián)合仿真，能夠更加真實(shí)的反映風(fēng)電功率變化過(guò)程中的電網(wǎng)的頻率變化情況，為能量管理系統(tǒng)、廣域測(cè)量系統(tǒng)、分布式狀態(tài)估計(jì)等在線(xiàn)分析研究提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)源網(wǎng)聯(lián)合仿真與運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)電力建設(shè)速度加快，電力規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行特性日趨復(fù)雜；大容量發(fā)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定作用更加突出；人們對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。在這些新形勢(shì)下，對(duì)電源與電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)性提出了更高要求。源網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制技術(shù)對(duì)促進(jìn)電源與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。
[0003]風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能大規(guī)模利用的有效方式，隨機(jī)波動(dòng)的風(fēng)電功率接入電網(wǎng)容易引起電網(wǎng)頻率波動(dòng)，進(jìn)而增加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)壓、運(yùn)行調(diào)度等輔助服務(wù)負(fù)擔(dān)，造成電網(wǎng)運(yùn)行成本的增加。另外，當(dāng)電力系統(tǒng)中接納的風(fēng)電機(jī)組容量超過(guò)一定比例時(shí)，風(fēng)電功率波動(dòng)將增加電網(wǎng)調(diào)頻負(fù)擔(dān)，并且當(dāng)功率波動(dòng)超出電力系統(tǒng)調(diào)峰能力范圍時(shí)，還將進(jìn)一步導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率越限，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。此外，風(fēng)電機(jī)組容易受電網(wǎng)擾動(dòng)而退出運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，還將由于風(fēng)電場(chǎng)退出運(yùn)行而增加電網(wǎng)有功缺額，進(jìn)而惡化電網(wǎng)的穩(wěn)定性。從電網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)及大規(guī)模開(kāi)發(fā)風(fēng)電的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益角度來(lái)講，提高風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的可控性是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的重要發(fā)展方向。
[0004]但風(fēng)電功率平抑控制是一個(gè)涉及各種電源與電網(wǎng)相互作用的動(dòng)力系統(tǒng)問(wèn)題，同時(shí)，風(fēng)電功率平抑需要一個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，風(fēng)電功率不斷變化的同時(shí)(包括穩(wěn)態(tài)、低電壓穿越、脫網(wǎng)等)，電網(wǎng)的控制中心也在不斷進(jìn)行著中各種控制。目前，尚沒(méi)有一個(gè)合適的仿真工具能夠進(jìn)行這樣的過(guò)程性的動(dòng)力系統(tǒng)仿真。
[0005]本發(fā)明網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，將包括火電、水電、風(fēng)電等詳細(xì)電源仿真與用RTDS進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真的電網(wǎng)相結(jié)合，形成源網(wǎng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)，并通過(guò)與模擬調(diào)度中心之間的一、二次系統(tǒng)聯(lián)合仿真，可用于模擬大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來(lái)的各種影響，同時(shí)通過(guò)建立源網(wǎng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)及其與多級(jí)調(diào)度控制中心之間的一、二次系統(tǒng)聯(lián)合仿真，可以更加真實(shí)的反映風(fēng)電功率變化過(guò)程中的電網(wǎng)的頻率變化情況，由于考慮了 AGC控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程，使風(fēng)電接入的模擬仿真更加真實(shí)，為風(fēng)電接入電網(wǎng)的研究提供了全新的研究手段。同時(shí)，該系統(tǒng)可以滿(mǎn)足系統(tǒng)級(jí)閉環(huán)控制研究需要、還可以為能量管理系統(tǒng)EMS、廣域測(cè)量系統(tǒng)WAMS、分布式狀態(tài)估計(jì)等在線(xiàn)分析算法研究提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室模擬整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)及多級(jí)調(diào)度中心，提供最真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)仿真運(yùn)行環(huán)境，可為一些不便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試的軟件和算法提供測(cè)試平臺(tái)，為風(fēng)電接入研究提供新的仿真工具，同時(shí)還可以用于源網(wǎng)聯(lián)合仿真培訓(xùn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電源側(cè)仿真子系統(tǒng)、電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和調(diào)度子系統(tǒng)，其特征是所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)和電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連；
[0008]所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連；
[0009]所述規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊與調(diào)度子系統(tǒng)相連；
[0010]所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)用于仿真各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)控制指令和調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)；
[0011 ] 所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)用于接收基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接收的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)計(jì)算生成電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)和調(diào)整參數(shù)，然后將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的控制指令，并將控制指令和調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至電源側(cè)仿真子系統(tǒng)；
[0012]所述規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊用于將電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)生成的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為調(diào)度子系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)據(jù)；還用于將調(diào)度子系統(tǒng)生成的控制指令轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)可識(shí)別的控制指令；
[0013]所述調(diào)度子系統(tǒng)用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成控制指令，然后將控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊。
[0014]所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)包括火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊和源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器；
[0015]所述火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊分別與源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器相連；
[0016]所述源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器與電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連；
[0017]所述火電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)；
[0018]所述各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)火電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)火電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令；
[0019]所述各個(gè)火電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令；
[0020]所述各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)火電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)火電機(jī)組的轉(zhuǎn)速；
[0021]所述抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)；
[0022]所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令；
[0023]所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令；
[0024]所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速；
[0025]所述風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊用于仿真各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)；
[0026]所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的同步信號(hào)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率指令、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)指令；
[0027]所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令；
[0028]所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際有功出力和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入點(diǎn)線(xiàn)電壓；
[0029]所述源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器用于協(xié)調(diào)火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊與電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)之間的通訊。
[0030]所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)包括光纖通訊接口卡GTFPGA、火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元、交直流電網(wǎng)仿真模塊和以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ；
[0031 ] 所述光纖通訊接口卡GTFPGA與協(xié)調(diào)服務(wù)器通過(guò)光纖相連；
[0032]所述火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元分別與光纖通訊接口卡GTFPGA和交直流電網(wǎng)仿真模塊相連；
[0033]所述交直流電網(wǎng)仿真模塊與以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET和光纖通訊接口卡GTFPGA相連；
[0034]所述以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)以太網(wǎng)相連；
[0035]所述光纖通訊接口卡GTFPGA用于為仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)提供數(shù)據(jù)傳輸通道，包括接收各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，以及發(fā)送各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)至源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器；
[0036]所述火電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊；
[0037]所述抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊；
[0038]所述風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元用于將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊；
[0039]所述交直流電網(wǎng)仿真模塊用于利用各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)交直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算獲得電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)以及各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ;還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令，并將各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)發(fā)送至光纖通訊接口卡GTFPGA ；
[0040]所述電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的有功功率、各個(gè)火電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的有功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、母線(xiàn)電壓、線(xiàn)路有功潮流、線(xiàn)路無(wú)功潮流、線(xiàn)路有功負(fù)荷和線(xiàn)路無(wú)功負(fù)荷；
[0041 ] 所述以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET用于將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)化模塊發(fā)送的經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令。
[0042]所述調(diào)度子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊、自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊；
[0043]所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連；
[0044]所述自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊分別與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊相連；
[0045]所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊；還用于將自動(dòng)電壓控制指令和自動(dòng)發(fā)電控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；
[0046]所述自動(dòng)電壓控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)電壓控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊；
[0047]所述自動(dòng)發(fā)電控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)發(fā)電控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊；
[0048]所述自動(dòng)電壓控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令；
[0049]所述自動(dòng)發(fā)電控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令；
[0050]所述高級(jí)應(yīng)用模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用分析，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觥顟B(tài)估計(jì)、靜態(tài)安全分析、調(diào)度員潮流計(jì)算、無(wú)功/電壓優(yōu)化、安全約束調(diào)度、網(wǎng)損計(jì)算、短路電流計(jì)算和負(fù)荷預(yù)報(bào)。
[0051]所述調(diào)度子系統(tǒng)之間通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器相連。
[0052]本發(fā)明提出的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以更加真實(shí)的反映風(fēng)電功率變化過(guò)程中的電網(wǎng)的頻率變化情況，由于考慮了 AGC控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程，使風(fēng)電接入的模擬仿真更加真實(shí)，為風(fēng)電接入電網(wǎng)的研究提供了全新的研究手段；同時(shí)，該系統(tǒng)可以滿(mǎn)足源網(wǎng)協(xié)調(diào)，多級(jí)協(xié)調(diào)控制(廠(chǎng)站級(jí)、區(qū)域調(diào)度級(jí)、大區(qū)調(diào)度級(jí))的系統(tǒng)級(jí)閉環(huán)控制研究需要、還可以為能量管理系統(tǒng)EMS、廣域測(cè)量系統(tǒng)WAMS、分布式狀態(tài)估計(jì)等在線(xiàn)分析算法研究提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053]圖1是網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖2是蒙西電網(wǎng)為原型的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)建方法流程圖；
[0055]圖3是蒙西電網(wǎng)為原型的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)源、網(wǎng)、調(diào)度交互數(shù)據(jù)示意圖；
[0056]圖4是火電、水電、風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)的初始出力及AGC指令表；
[0057]圖5是增加庫(kù)侖風(fēng)電場(chǎng)的出力后火電、水電、風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)的出力及AGC指令表。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0059]實(shí)施例1
[0060]圖1是網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)包括:電源側(cè)仿真子系統(tǒng)、電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和調(diào)度子系統(tǒng)。其中，電源側(cè)仿真子系統(tǒng)和電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連，電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連，規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊與調(diào)度子系統(tǒng)相連。
[0061 ] 電源側(cè)仿真子系統(tǒng)用于仿真各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)控制指令調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)。
[0062]電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)用于接收基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接收的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)計(jì)算生成電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)和調(diào)整參數(shù)，然后將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的控制指令，并將控制指令和調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至電源側(cè)仿真子系統(tǒng)。
[0063]規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊用于將電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)生成的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為調(diào)度子系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)據(jù)；還用于將調(diào)度子系統(tǒng)生成的控制指令轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)可識(shí)別的控制指令。
[0064]調(diào)度子系統(tǒng)用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成控制指令，然后將控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊。
[0065]具體地，電源側(cè)仿真子系統(tǒng)包括火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊和源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器。其中，火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊分別與源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器相連，源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器與電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連。
[0066]火電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)。各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)火電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)火電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令。各個(gè)火電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令。各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)火電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)火電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。
[0067]抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)。各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令。各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令。各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。
[0068]風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊用于仿真各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)。各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的同步信號(hào)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率指令、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)指令。各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令。各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際有功出力和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入點(diǎn)線(xiàn)電壓；
[0069]源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器用于協(xié)調(diào)火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊與電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)之間的通訊。
[0070]電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)包括光纖通訊接口卡GTFPGA、火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元、交直流電網(wǎng)仿真模塊和以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET。光纖通訊接口卡GTFPGA與協(xié)調(diào)服務(wù)器通過(guò)光纖相連，火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元分別與光纖通訊接口卡GTFPGA和交直流電網(wǎng)仿真模塊相連。交直流電網(wǎng)仿真模塊與以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET和光纖通訊接口卡GTFPGA相連。以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)以太網(wǎng)相連。
[0071]光纖通訊接口卡GTFPGA用于為仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)提供數(shù)據(jù)傳輸通道，包括接收各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，以及發(fā)送各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)至源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器。
[0072]火電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊。
[0073]抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊。
[0074]風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元用于將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊。
[0075]所述交直流電網(wǎng)仿真模塊用于利用各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)交直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算獲得電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)以及各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ;還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令，并將各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)發(fā)送至光纖通訊接口卡GTFPGA。電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的有功功率、各個(gè)火電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的有功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、母線(xiàn)電壓、線(xiàn)路有功潮流、線(xiàn)路無(wú)功潮流、線(xiàn)路有功負(fù)荷和線(xiàn)路無(wú)功負(fù)荷。
[0076]以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET用于將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)化模塊發(fā)送的經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令。
[0077]調(diào)度子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊、自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連，自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊分別與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊相連。
[0078]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊；還用于將自動(dòng)電壓控制指令和自動(dòng)發(fā)電控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊。
[0079]自動(dòng)電壓控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)電壓控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊。
[0080]自動(dòng)發(fā)電控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)發(fā)電控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊。
[0081]自動(dòng)電壓控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令。
[0082]自動(dòng)發(fā)電控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令。
[0083]高級(jí)應(yīng)用模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用分析，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、狀態(tài)估計(jì)、靜態(tài)安全分析、調(diào)度員潮流計(jì)算、無(wú)功/電壓優(yōu)化、安全約束調(diào)度、網(wǎng)損計(jì)算、短路電流計(jì)算和負(fù)荷預(yù)報(bào)等。[0084]所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)還可以包括非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組仿真模塊，該非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組仿真模塊與交直流電網(wǎng)仿真模塊相連。非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組是指除了火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組以外的發(fā)電機(jī)組。
[0085]非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊；還用于接收各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的控制指令，并根據(jù)各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的控制指令，調(diào)整仿真的各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)。各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令。
[0086]當(dāng)電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)包括非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組仿真模塊時(shí)，交直流電網(wǎng)仿真模塊用于根據(jù)各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ;并且，交直流電網(wǎng)仿真模塊還用于將各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令發(fā)送至非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組仿真模塊。此時(shí)，自動(dòng)電壓控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令。自動(dòng)發(fā)電控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令和各個(gè)非詳細(xì)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令。
[0087]各個(gè)調(diào)度子系統(tǒng)之間設(shè)置廣域網(wǎng)模擬器，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)度子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。
[0088]上述系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程如下:
[0089]在已有電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)上構(gòu)建火電、水電、風(fēng)電場(chǎng)的詳細(xì)仿真模塊，在實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器RTDS上搭建等值后的實(shí)際交直流電網(wǎng)仿真模塊，利用能量管理系統(tǒng)EMS，建立與RTDS電網(wǎng)仿真模塊一致的通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器相連的多級(jí)調(diào)度控制系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)與網(wǎng)側(cè)RTDS的數(shù)據(jù)接口軟件與模型，開(kāi)發(fā)網(wǎng)側(cè)RTDS與調(diào)度EMS的數(shù)據(jù)接口軟件與模型，構(gòu)建涵蓋多種電源、詳細(xì)電網(wǎng)、多級(jí)控制中心之間的源網(wǎng)聯(lián)合仿真及其與多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)分為三大部分:
[0090](I)電源仿真。
[0091]在電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)上(STAR-90圖形化仿真支撐系統(tǒng))建立火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組、風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真模塊。另有部分發(fā)電機(jī)采用非詳細(xì)仿真機(jī)模塊，在RTDS上搭建。各種源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)和非詳細(xì)仿真機(jī)都能夠通過(guò)接收調(diào)度自動(dòng)發(fā)電控制AGC指令、自動(dòng)電壓控制AVC指令，調(diào)節(jié)火電機(jī)組、水電機(jī)組、風(fēng)電場(chǎng)的有功、無(wú)功出力，并作用于RTDS電網(wǎng)仿真模型，與電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行聯(lián)合仿真。
[0092]其中，電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)(STAR-90圖形化仿真支撐系統(tǒng))是面向連續(xù)工業(yè)過(guò)程仿真的集模型設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、組態(tài)、調(diào)試、實(shí)時(shí)運(yùn)行、維護(hù)、修改、擴(kuò)充、數(shù)據(jù)庫(kù)(模型)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊以及整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行和管理于一體的大型專(zhuān)業(yè)集群化的支撐系統(tǒng)軟件。
[0093]火電機(jī)組詳細(xì)仿真模塊，仿真對(duì)象包括鍋爐汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、制粉燃燒系統(tǒng)、汽輪機(jī)本體以及調(diào)速控制系統(tǒng)。
[0094]抽水蓄能水電機(jī)組詳細(xì)仿真模塊，仿真對(duì)象包括水泵水輪機(jī)本體及相關(guān)輔助設(shè)備、調(diào)速系統(tǒng)、油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、上庫(kù)進(jìn)/出水口閘門(mén)、尾水事故閘門(mén)和壓縮空氣系統(tǒng)。[0095]風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真模塊，利用服務(wù)器機(jī)群來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)百個(gè)風(fēng)電機(jī)組的仿真，仿真對(duì)象包括風(fēng)模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)鏈模型、發(fā)電機(jī)模型、變流器模塊等主要模塊以及各種輔助模塊。
[0096]非詳細(xì)仿真機(jī)模塊，仿真對(duì)象包括鍋爐控制系統(tǒng)模型，汽輪機(jī)控制系統(tǒng)模型，發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)模型。
[0097](2)電網(wǎng)仿真及接口模型構(gòu)建。
[0098](2.1)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)使用BPA (PSD-BPA，一種運(yùn)用于大型電網(wǎng)系統(tǒng)的分析工具軟件)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值，在RTDS的軟件平臺(tái)RSCAD上搭建等值后的交直流系統(tǒng)的電網(wǎng)仿真模塊，包括:發(fā)電機(jī)本體模型、發(fā)電機(jī)調(diào)速器模型、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型，母線(xiàn)模型、變壓器模型、交流輸電線(xiàn)路模型、直流系統(tǒng)模型、負(fù)荷模型，斷路器模型以及所需運(yùn)行控制模型。
[0099](2.2)在RTDS上建立非詳細(xì)仿真發(fā)電機(jī)模型，包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)模型，可以通過(guò)RTDS與調(diào)度系統(tǒng)的接口，接收自動(dòng)發(fā)電控制AGC指令。
[0100](2.3)在RTDS上安裝以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET，通過(guò)GTNET-DNP協(xié)議實(shí)現(xiàn)RTDS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊，經(jīng)過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)DNP與IEC104之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，與調(diào)度系統(tǒng)EMS進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在RSCAD中搭建數(shù)據(jù)輸入輸出接口 GTNET_DNP模塊，確定RTDS與EMS的交互信息，在RTDS中配置GTNET_DNP點(diǎn)映射文件，其中RTDS與EMS的交互信息是指模擬輸入量Al、模擬輸出量A0、二進(jìn)制輸入量B1、二進(jìn)制輸出量B0，分別對(duì)應(yīng)EMS的遙測(cè)、遙調(diào)、遙信、遙控信息。具體包括RTDS送給EMS的發(fā)電機(jī)功率、發(fā)電機(jī)的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、母線(xiàn)電壓(線(xiàn)電壓)、線(xiàn)路潮流、負(fù)荷值等遙測(cè)、遙信信息，EMS系統(tǒng)(包括自動(dòng)發(fā)電控制AGC系統(tǒng)，自動(dòng)電壓控制AVC系統(tǒng)和高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng))送給RTDS的遙調(diào)、遙控指令。
[0101](2.4)確定RTDS與源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)的交互信息，搭建RTDS與火電仿真機(jī)、RTDS與水電仿真機(jī)、RTDS與風(fēng)電場(chǎng)仿真機(jī)之間的接口模型，實(shí)現(xiàn)RTDS電網(wǎng)模型與火電、水電、風(fēng)電機(jī)組詳細(xì)仿真機(jī)的邏輯接口。
[0102](2.5)在RTDS上安裝光纖通訊接口卡GTFPGA，確定RTDS與源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)所有交互信息的點(diǎn)號(hào)，在RSCAD中搭建數(shù)據(jù)輸入輸出接口 GTFPGA模塊，通過(guò)光纖通訊實(shí)現(xiàn)RTDS電網(wǎng)模型與源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)服務(wù)器之間的快速通訊接口。
[0103](3)調(diào)度系統(tǒng)仿真
[0104](3.1)建立與源網(wǎng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的多級(jí)模擬控制中心，具體為:按照預(yù)設(shè)的不同電網(wǎng)管轄區(qū)域，在能量管理系統(tǒng)EMS (0pen3000)中繪制與RTDS等值模型對(duì)應(yīng)的廠(chǎng)站接線(xiàn)圖，通過(guò)節(jié)點(diǎn)入庫(kù)，將整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的物理節(jié)點(diǎn)按照其連接關(guān)系錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成網(wǎng)絡(luò)物理模型。完成SCADA中各設(shè)備表電氣參數(shù)的錄入，可利用來(lái)自RTDS電網(wǎng)和電源仿真機(jī)的實(shí)時(shí)仿真量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等計(jì)算。
[0105](3.2)不同的模擬控制中心之間通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器在主網(wǎng)段進(jìn)行連接，模擬現(xiàn)實(shí)中的分布于各地的控制中心間的廣域網(wǎng)通訊環(huán)境，廣域網(wǎng)模擬器由多個(gè)路由器和交換機(jī)構(gòu)成。
[0106](3.3)配置不同的模擬控制中心的前置系統(tǒng)FES的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)，包括FES中的通道表、通訊廠(chǎng)站表、前置遙測(cè)定義表、前置遙信信息表中的參數(shù)的配置；
[0107](3.4)在不同的模擬控制中心，建立自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)，自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)，配置AGC、AVC系統(tǒng)的量測(cè)信息；建立AGC、AVC監(jiān)視信息表，實(shí)現(xiàn)AGC、AVC系統(tǒng)與源網(wǎng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)(電源詳細(xì)仿真機(jī)與RTDS電網(wǎng)仿真構(gòu)成)之間的系統(tǒng)級(jí)閉環(huán)控制。
[0108]實(shí)施例2
[0109]以蒙西電網(wǎng)為例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)。等值后的蒙西電網(wǎng)共有31個(gè)525KV節(jié)點(diǎn)，63個(gè)230KV節(jié)點(diǎn)(含7個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn))，47臺(tái)發(fā)電機(jī)。圖2是蒙西電網(wǎng)為原型的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)建方法流程圖。其具體步驟如下:
[0110]步驟1:在電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)(STAR-90圖形化仿真支撐系統(tǒng))上分別搭建1000麗、600MW.300MW火電機(jī)組詳細(xì)仿真模塊，3臺(tái)火電機(jī)組分別以蒙西電網(wǎng)中EQG085、蒙岱海G1、蒙達(dá)旗G5為原型。其中EQG085為外網(wǎng)等值機(jī)，選用廣東潮州電廠(chǎng)一臺(tái)1000麗機(jī)組的數(shù)據(jù)。3臺(tái)火電機(jī)組詳細(xì)仿真模型的仿真對(duì)象分別包括鍋爐汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、制粉燃燒系統(tǒng)、汽輪機(jī)本體以及調(diào)速控制系統(tǒng)。
[0111]步驟2:在電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)(STAR-90圖形化仿真支撐系統(tǒng))上搭建6臺(tái)200MW抽水蓄能水電機(jī)組詳細(xì)仿真模塊，以蒙西萬(wàn)家寨抽水蓄能站的蒙萬(wàn)家G1、蒙萬(wàn)家G2、蒙萬(wàn)家G3、蒙萬(wàn)家G4、蒙萬(wàn)家G5、蒙萬(wàn)家G6為原型。6臺(tái)抽水蓄能水電機(jī)組詳細(xì)仿真模塊的仿真對(duì)象分別包括水泵水輪機(jī)本體及相關(guān)輔助設(shè)備、調(diào)速系統(tǒng)、油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、上庫(kù)進(jìn)/出水口閘門(mén)、尾水事故閘門(mén)、壓縮空氣系統(tǒng)。
[0112]步驟3:在電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)(STAR-90圖形化仿真支撐系統(tǒng))上搭建風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊，利用11臺(tái)服務(wù)器仿真1000MW級(jí)風(fēng)電場(chǎng)，11臺(tái)服務(wù)器可以自由組合靈活接入蒙西7個(gè)230kV風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn)，7個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn)分別為蒙庫(kù)侖、蒙旗臺(tái)、蒙溫都、蒙興廣、蒙中節(jié)、蒙德勝、蒙唐烏。風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真模型的仿真對(duì)象包括風(fēng)模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)鏈模型、發(fā)電機(jī)模型、變流器模塊等主要模塊以及各種輔助模塊。
[0113]步驟4:在RTDS上建立等值后蒙西電網(wǎng)的除上述詳細(xì)仿真模塊以外的所有發(fā)電機(jī)模塊，這部分發(fā)電機(jī)作為非詳細(xì)仿真模塊，包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)模型，同樣可接收來(lái)自調(diào)度系統(tǒng)的AGC/AVC控制指令。
[0114]步驟5:對(duì)蒙西電網(wǎng)原型實(shí)際系統(tǒng)使用BPA進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值，在實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器RTDS的軟件平臺(tái)RSCAD上搭建蒙西31個(gè)525kV節(jié)點(diǎn)，63個(gè)230kV節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)仿真模塊，詳細(xì)搭建發(fā)電機(jī)本體模型、發(fā)電機(jī)調(diào)速器模型、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型、母線(xiàn)模型、變壓器模型、交流輸電線(xiàn)路模型、負(fù)荷模型，斷路器模型以及所需運(yùn)行控制模型，一共占用6個(gè)RACK (機(jī)箱)。
[0115]步驟6:在RTDS上安裝3個(gè)以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET，通過(guò)GTNET-DNP協(xié)議實(shí)現(xiàn)RTDS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊，經(jīng)過(guò)DNP與IEC104之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，分別與兩級(jí)不同的調(diào)度系統(tǒng)EMS進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；3個(gè)GTNET卡分別與RACK1、4、5相連，在RSCAD的RACK1、4、5中搭建數(shù)據(jù)輸入輸出接口 GTNET_DNP模塊，RACK2、3、6中搭建與GTNET_DNP配套使用的串行器模塊，根據(jù)確定的RTDS與兩級(jí)EMS的交互信息，在RTDS中配置GTNET_DNP點(diǎn)映射文件。RTDS與EMS的交互信息是指模擬輸入量Al、模擬輸出量A0、二進(jìn)制輸入量B1、二進(jìn)制輸出量B0，分別對(duì)應(yīng)EMS的遙測(cè)、遙調(diào)、遙信、遙控信息，RTDS與EMS的具體交互信息如圖3所示。
[0116]步驟7:確定RTDS與源側(cè)3臺(tái)火電、6臺(tái)水電、11個(gè)風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)的交互信息，具體內(nèi)容如圖3所示。在RSCAD上搭建RTDS與火電仿真機(jī)、RTDS與水電仿真機(jī)、RTDS與風(fēng)電場(chǎng)仿真機(jī)之間的接口模型，實(shí)現(xiàn)RTDS電網(wǎng)模型中的火電、水電、風(fēng)電機(jī)組詳細(xì)仿真機(jī)的邏輯接口。
[0117]步驟8:在RTDS上安裝光纖通訊接口卡GTFPGA，確定RTDS與源側(cè)3臺(tái)火電、6臺(tái)水電、11個(gè)風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)所有交互信息的點(diǎn)號(hào)，在RSCAD中搭建數(shù)據(jù)輸入輸出接口GTFPGA模塊，通過(guò)光纖通訊實(shí)現(xiàn)RTDS電網(wǎng)模型與源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)服務(wù)器之間的快速通訊接口。
[0118]步驟9:按照預(yù)設(shè)的不同電網(wǎng)管轄區(qū)域，在EMS (0pen3000)中繪制蒙西電網(wǎng)等值模型對(duì)應(yīng)的廠(chǎng)站接線(xiàn)圖(蒙西等值電網(wǎng)共包含87個(gè)廠(chǎng)站)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)入庫(kù)，將整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的物理節(jié)點(diǎn)按照其連接關(guān)系錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成網(wǎng)絡(luò)物理模型；完成SCADA中各設(shè)備表電氣參數(shù)的錄入。
[0119]步驟10:將不同的模擬控制中心之間通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器在主網(wǎng)段進(jìn)行連接，模擬現(xiàn)實(shí)中的分布于各地的控制中心間的廣域網(wǎng)通訊環(huán)境，其中廣域網(wǎng)模擬器由多個(gè)路由器和交換機(jī)構(gòu)成。
[0120]步驟11:配置不同的模擬控制中心的前置系統(tǒng)FES的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)，包括FES中的通道表、通訊廠(chǎng)站表、前置遙測(cè)定義表、前置遙信信息表中的參數(shù)的配置。
[0121]步驟12:在不同的模擬控制中心，建立自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)，自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)，配置AGC、AVC系統(tǒng)的量測(cè)信息；建立AGC、AVC監(jiān)視信息表，實(shí)現(xiàn)AGC、AVC系統(tǒng)與源網(wǎng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)(電源詳細(xì)仿真機(jī)與RTDS電網(wǎng)仿真構(gòu)成)之間的系統(tǒng)級(jí)閉環(huán)控制。
[0122]網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)性能測(cè)試如下:
[0123]以蒙西電網(wǎng)為原型的網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)步驟為:啟動(dòng)源側(cè)3臺(tái)火電、6臺(tái)抽水蓄能水電、7個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的11臺(tái)風(fēng)電詳細(xì)仿真機(jī)；啟動(dòng)RTDS電網(wǎng)側(cè)蒙西電網(wǎng)仿真模型；運(yùn)行電源側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的接口軟件與模型；通過(guò)源側(cè)及網(wǎng)側(cè)同步信號(hào)的確認(rèn)實(shí)現(xiàn)源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)與RTDS電網(wǎng)仿真模型的同步及數(shù)據(jù)交互；啟動(dòng)EMS調(diào)度系統(tǒng)，運(yùn)行自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)、自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)；運(yùn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)RTDS與EMS的數(shù)據(jù)交互；從而形成源、網(wǎng)、調(diào)度的系統(tǒng)級(jí)閉環(huán)控制。
[0124]在3臺(tái)火電、5臺(tái)抽水蓄能水電(蒙萬(wàn)家G6抽水蓄能水電機(jī)停機(jī))、7個(gè)風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)的初始出力及EMS送給源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)的AGC指令如圖4所示情況下，此時(shí)蒙西電網(wǎng)中的其余非詳細(xì)仿真機(jī)不參與調(diào)節(jié)，在風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真模型中模擬增大蒙庫(kù)侖風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速，增加庫(kù)侖風(fēng)電場(chǎng)的出力，經(jīng)AGC恒定聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率FTC控制方式對(duì)3臺(tái)火電、5臺(tái)抽水蓄能水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到3臺(tái)火電、5臺(tái)抽水蓄能水電，7個(gè)風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)仿真機(jī)的出力及EMS送給源側(cè)詳細(xì)仿真機(jī)的AGC指令如圖5所示。由圖可知，當(dāng)庫(kù)侖風(fēng)電場(chǎng)的出力增加297.12MW時(shí)，3臺(tái)火電詳細(xì)仿真機(jī)的出力減少119.9MW, 5臺(tái)抽水蓄能水電詳細(xì)仿真機(jī)的出力減少184.9MW，火電、水電機(jī)組的出力共減少304.8麗。由此可見(jiàn)，網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)可以模擬火電、水電機(jī)組以及風(fēng)電場(chǎng)的外特性，具有火電、水電、風(fēng)電多源互補(bǔ)，源網(wǎng)協(xié)調(diào)的功能，可用于研究大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)，為計(jì)及風(fēng)電場(chǎng)的能量管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)打好基礎(chǔ)。
[0125]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種網(wǎng)源聯(lián)合仿真及其多級(jí)調(diào)度閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電源側(cè)仿真子系統(tǒng)、電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和調(diào)度子系統(tǒng)，其特征是所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)和電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連； 所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連； 所述規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊與調(diào)度子系統(tǒng)相連； 所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)用于仿真各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)控制指令和調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)； 所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)用于接收基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接收的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)計(jì)算生成電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)，然后將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的控制指令，并將控制指令和調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至電源側(cè)仿真子系統(tǒng)； 所述規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊用于將電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)生成的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為調(diào)度子系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)據(jù)；還用于將調(diào)度子系統(tǒng)生成的控制指令轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)可識(shí)別的控制指令； 所述調(diào)度子系統(tǒng)用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成控制指令，然后將控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述電源側(cè)仿真子系統(tǒng)包括火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊和源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器； 所述火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊分別與源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器相連；` 所述源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器與電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)相連； 所述火電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)火電機(jī)組的控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的各個(gè)火電機(jī)組的工作狀態(tài)； 所述各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)火電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)火電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令； 所述各個(gè)火電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令； 所述各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)火電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)火電機(jī)組的轉(zhuǎn)速； 所述抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊用于仿真各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)，生成各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的抽水蓄能水電機(jī)組的工作狀態(tài)； 所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的同步信號(hào)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)械功率參考值、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的勵(lì)磁電壓參考值和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)指令； 所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令； 所述各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的實(shí)際有功出力、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端線(xiàn)電壓和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速； 所述風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊用于仿真各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)，生成各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，并將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)；還用于接收各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，調(diào)整仿真的風(fēng)電場(chǎng)的工作狀態(tài)； 所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的同步信號(hào)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率指令、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)指令； 所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令； 所述各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)包括各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際有功出力和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的接入點(diǎn)線(xiàn)電壓； 所述源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器用于協(xié)調(diào)火電機(jī)組仿真模塊、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊與電網(wǎng)側(cè)仿 真子系統(tǒng)之間的通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是所述電網(wǎng)側(cè)仿真子系統(tǒng)包括光纖通訊接口卡GTFPGA、火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元、風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元、交直流電網(wǎng)仿真模塊和以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ； 所述光纖通訊接口卡GTFPGA與協(xié)調(diào)服務(wù)器通過(guò)光纖相連； 所述火電機(jī)組仿真模塊接口單元、抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元和風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元分別與光纖通訊接口卡GTFPGA和交直流電網(wǎng)仿真模塊相連； 所述交直流電網(wǎng)仿真模塊與以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET和光纖通訊接口卡GTFPGA相連； 所述以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)以太網(wǎng)相連； 所述光纖通訊接口卡GTFPGA用于為仿真的各個(gè)火電機(jī)組、抽水蓄能水電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)提供數(shù)據(jù)傳輸通道，包括接收各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，以及發(fā)送各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)至源側(cè)協(xié)調(diào)服務(wù)器； 所述火電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊； 所述抽水蓄能水電機(jī)組仿真模塊接口單元用于將各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊； 所述風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊接口單元用于將各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為交直流電網(wǎng)仿真模塊可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至交直流電網(wǎng)仿真模塊； 所述交直流電網(wǎng)仿真模塊用于利用各個(gè)火電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)交直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算獲得電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)以及各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)，并將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET ;還用于接收各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令，并將各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)火電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的調(diào)整參數(shù)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)發(fā)送至光纖通訊接口卡GTFPGA ； 所述電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)包括各個(gè)火電機(jī)組的有功功率、各個(gè)火電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)火電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的有功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的無(wú)功功率、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率、各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)端開(kāi)關(guān)狀態(tài)、母線(xiàn)電壓、線(xiàn)路有功潮流、線(xiàn)路無(wú)功潮流、線(xiàn)路有功負(fù)荷和線(xiàn)路無(wú)功負(fù)荷； 所述以太網(wǎng)通訊接口卡GTNET用于將電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊；還用于接收規(guī)約轉(zhuǎn)化模塊發(fā)送的經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的各個(gè)火電機(jī)組的控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征是所述調(diào)度子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊、自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊； 所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊與規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊相連； 所述自動(dòng)電壓控制模塊、 自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊分別與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊相連； 所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊用于采集規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)并發(fā)送至自動(dòng)電壓控制模塊、自動(dòng)發(fā)電控制模塊和高級(jí)應(yīng)用模塊；還用于將自動(dòng)電壓控制指令和自動(dòng)發(fā)電控制指令發(fā)送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊； 所述自動(dòng)電壓控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)電壓控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊； 所述自動(dòng)發(fā)電控制模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)生成自動(dòng)發(fā)電控制指令，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視模塊； 所述自動(dòng)電壓控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令和各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)電壓控制指令； 所述自動(dòng)發(fā)電控制指令包括各個(gè)火電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令、各個(gè)抽水蓄能水電機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制指令和各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制指令； 所述高級(jí)應(yīng)用模塊用于根據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用分析，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、狀態(tài)估計(jì)、靜態(tài)安全分析、調(diào)度員潮流計(jì)算、無(wú)功/電壓優(yōu)化、安全約束調(diào)度、網(wǎng)損計(jì)算、短路電流計(jì)算和負(fù)荷預(yù)報(bào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征是所述調(diào)度子系統(tǒng)之間通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器相連。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103715718SQ201410012514
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】劉吉臻, 張海波, 王莉莉, 葛丹丹, 李鵬華, 楊燦, 曾德良 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)