1.5同期算法
同期是一项可靠性要求极高的操作。误动时的大角度合闸会给发电机及系统带来很大的冲击,降低发电机的使用寿命,或是带来系统的振荡及解列。而延误第一次最佳同期时期也是要尽量防止的。因此必须考虑高可靠性、高精度、多级闭锁、快速的控制算法与措施。
从装置可靠性上考虑,有的厂家采用双微机控制的方式,是一种好的思路。也可用硬件上的其它方法。算法上多重化计算及闭锁也很重要。
计算方法大体有两种,一是硬件整形脉冲比相的方法,一是通过采样点比较幅值和相位的方法。两种方法各有利弊,互相配合能产生完善而稳定的效果。
常规采用的通过实时采样点作幅值矢量差来推算相角差的方法有如下3个原理性缺陷:1、两路输出幅值不同时,直接计算误差大;2、因为两路电压的频率不同,同步采样点的差并不是实际幅值的差,原理上有误差;3、分析一下下面公式,
上式第一项是两个电压波形直接叠减后的波形包络线,常规算法就是对该项的预测。由上式可清楚看出其是按正弦波形变化的,不是线性预测。大频差时预测算法会带来误差。
采用直接计算相角差的方法可以叫做直接法,频差固定时,相角差的变化是线性的,预测容易的多,也更加准确。预测算法采用最小二乘法抗干扰性能会大大提高。测点间距、拟和数据窗的推移等都需要根据实际情况确定。另外对与调幅、调频同时进行的发电机并网同期,其预测算法就是一个二阶甚至更高阶的问题,要采用微分、积分等算法。
2 电压无功综合自动控制
2.1VQC控制特性及控制模式的思考
相对于同期合闸,VQC则是一个时刻运行的、以整个变电站为对象的、相对慢速的一个控制系统。其控制策略复杂,对出口的实时性要求不高,但对闭锁的响应要求快速、完备。
现有站内VQC实现方式基本有3种:后台软件VQC、主控单元网络VQC、独立硬件的VQC[2]。
后台软件VQC:将控制策略全部放在后台监控主机中,通过间隔层的测控单元获取数据,微机中VQC软件根据实时数据判断并发控制命令,由相应测控单元执行。优点是人机界面友好,方便调试和维护。
主控单元网络VQC系统:将控制核心下放到间隔层,由单独的CPU完成,但其IO的输入输出仍由间隔层IO测控模块完成。优点网络数据的得到更直接了一层,闭锁的速度较第一种方式快了一些。但界面一般较差,维护和设置不会太轻松。
独立硬件VQC系统:不依赖其他装置,本身溶输入输出与策略判断为一体。好处是闭锁的速度最快,从闭锁的角度讲可靠性最高。但问题是需要重复铺设大量的电缆,信号重复采集。
现在的问题是:用户选择时,既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆,又担心网络型VQC产品的可靠性:VQC对对闭锁的速度要求高。网络型VQC的问题是,当发出控制出口命令后,这时发生可主变保护或电容器保护动作等需闭锁的情况,无法弥补这个时间差。
换一个思路思考:把控制策略放在PC机中,而把闭锁策略放在相应的测控单元中。即后台控制+闭锁,间隔层闭锁。通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入IO装置中,对后台发来的控制命令不是即刻执行,而是通过自身的闭锁逻辑检查,出口条件满足才能出口,这样既保证了实时的闭锁速度,又保证了后台策略的丰富。