專利名稱：自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)的試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
一般在新電站投運(yùn)時或者根據(jù)調(diào)度要求需要具備AVC功能的電站中，需要進(jìn)行 AVC系統(tǒng)的試驗(yàn)，用于檢查AVC軟件包功能以及機(jī)組對AVC分配的新目標(biāo)參數(shù)命令的執(zhí)行情況和執(zhí)行能力。目前在對電廠自動電壓控制AVC的試驗(yàn)中，常規(guī)的做法是給定母線電壓的目標(biāo)值，通過人為觀察方式或命令執(zhí)行完成后，根據(jù)調(diào)節(jié)結(jié)果來驗(yàn)證檢查AVC軟件包分配情況、母線電壓變化情況以及機(jī)組現(xiàn)地控制單元(IXU)跟蹤新無功功率的情況，這種方式不能發(fā)現(xiàn)母線電壓以及每臺機(jī)組無功調(diào)節(jié)過程中的變化情況和調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)的問題，當(dāng)母線電壓出現(xiàn)缺額或超調(diào)，不滿足調(diào)度對母線電壓的要求時，也不便于檢查是哪臺機(jī)組出現(xiàn)了問題；更不利于對每臺機(jī)組的無功功率調(diào)節(jié)PID參數(shù)的優(yōu)化及調(diào)整提出建議。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，可快速準(zhǔn)確地檢查發(fā)電廠自動電壓控制(AVC)軟件包的各種功能?？蓹z查母線電壓和每臺機(jī)組無功功率變動情況，計(jì)算出母線電壓和每臺機(jī)組無功的爬升率和超調(diào)量等參數(shù)， 判斷母線電壓的爬升率和超調(diào)量是否滿足調(diào)度要求，并為每臺機(jī)組LCU的負(fù)荷調(diào)整PID參數(shù)修改提供依據(jù)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機(jī)端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機(jī)組無功功率，轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，通過采集器的模擬量輸入通道送入到采集器中， 采集器將標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機(jī)組的電壓，以及每臺機(jī)組的實(shí)時無功功率；第二步，通過采用MODBUS TCP/IP協(xié)議，采集器把母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率傳輸?shù)皆囼?yàn)計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中，并計(jì)算出全廠總的無功功率；同時，計(jì)算機(jī)將母線電壓、每臺機(jī)組機(jī)端電壓、 實(shí)時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計(jì)算機(jī)的錄波曲線中，錄波曲線以I秒為間隔進(jìn)行實(shí)時更新；第三步，通過試驗(yàn)計(jì)算機(jī)，模擬調(diào)度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統(tǒng)對新的給定值的執(zhí)行情況通過母線電壓或無功功率的當(dāng)前值與目標(biāo)值的對應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出超調(diào)量、爬升率、響應(yīng)時間和偏差值，并判斷超調(diào)量、爬升率、響應(yīng)時間和偏差值是否滿足調(diào)度要求，并將判斷結(jié)果提供給PID控制器；第四步，將母線電壓、單臺機(jī)組的無功功率、母線電壓目標(biāo)值實(shí)時記錄保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并在畫面中采用曲線方式顯示，以便對調(diào)度下發(fā)指令的協(xié)議解析情況進(jìn)行測試，檢查電站監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)率、數(shù)據(jù)正確率、對處理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)情況和執(zhí)行情況。
所述第四步所述記錄保存的方法是采用軟件將母線電壓和當(dāng)前每臺機(jī)組的無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中，并通過曲線方式實(shí)時顯示母線電壓，實(shí)現(xiàn)母線電壓對比。
所述第四步所述記錄保存的方法還可以是使用便攜式電量記錄儀實(shí)時記錄母線電壓和各臺機(jī)組無功功率，再通過便攜式電量記錄儀的上位機(jī)軟件來記錄實(shí)時曲線。
所述爬升率為變動值除以調(diào)整時間，所述超調(diào)量為本次調(diào)整最大值或最小值與目標(biāo)值之差，所述響應(yīng)時間為目標(biāo)值給定時間與開始調(diào)整的時間之差，所述偏差值為調(diào)整結(jié)束后的值與調(diào)度給定值之差。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是1、可快速檢查發(fā)電廠自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，檢查所需無功功率(通過母線電壓給定值計(jì)算出)分配結(jié)果是否滿足每臺機(jī)組勵磁系統(tǒng)過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機(jī)組機(jī)端電壓以及其他的各種邊界條件等；2、可快速準(zhǔn)確檢查機(jī)組無功功率改變情況，計(jì)算出每臺機(jī)組的無功爬升率和超調(diào)量以及PID調(diào)節(jié)過程等重要參數(shù)，從而為每臺機(jī)組IXU無功調(diào)整PID參數(shù)提供修改依據(jù)；3、可快速準(zhǔn)確檢查電廠AVC軟件包功能是否完善，通信速率是否滿足要求，穩(wěn)定性和實(shí)時性是否滿足要求等；4、可快速準(zhǔn)確檢查母線電壓是否及時跟隨母線電壓給定值，并計(jì)算出其爬升率、響應(yīng)時間、滯后時間等，從而對電廠AVC系統(tǒng)做出全面準(zhǔn)確的評估。
具體實(shí)施方式
一種自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機(jī)端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機(jī)組無功功率，轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，通過采集器的模擬量輸入通道送入到采集器中， 采集器將標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機(jī)組的電壓，以及每臺機(jī)組的實(shí)時無功功率；第二步，通過采用MODBUS TCP/IP協(xié)議，采集器把母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率傳輸?shù)皆囼?yàn)計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中，并按下列公式計(jì)算出全廠總的無功功率Y=X1+X2+X3+…+Xn Y :全廠總無功；Xn :單臺機(jī)組無功同時，計(jì)算機(jī)將母線電壓、每臺機(jī)組機(jī)端電壓、實(shí)時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計(jì)算機(jī)的錄波曲線中。錄波曲線將以I秒為間隔實(shí)時更新，通過曲線可清晰觀察母線電壓、機(jī)端電壓以及無功功率的變化情況。
第三步，通過試驗(yàn)計(jì)算機(jī)，模擬調(diào)度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統(tǒng)對新的給定值的執(zhí)行情況。通過母線電壓或無功功率的當(dāng)前值與目標(biāo)值的對應(yīng)關(guān)系，對錄波數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析，檢查母線電壓和每臺機(jī)的無功率調(diào)整情況，計(jì)算出超調(diào)量和爬升率、母線電壓跟蹤響應(yīng)時間、滯后情況及偏差值等是否滿足調(diào)度要求，如果出現(xiàn)超調(diào)和欠調(diào)的情況或者爬升率不滿足要求時，根據(jù)實(shí)際情況可給監(jiān)控IXU無功功率調(diào)整PID參數(shù)提出一些修改建議；分析方法如下(以母線電壓為例，其他參數(shù)相同)⑴爬升率在錄波曲線上找出目標(biāo)值給定時間Tl，找出母線電壓調(diào)整結(jié)束時間T2，計(jì)算出母線電壓調(diào)整時間AT ;找出母線電壓調(diào)整前的值U1，調(diào)整后的值U2，計(jì)算出母線電壓變動值A(chǔ)U， 通過下式計(jì)算出爬升率Y1，將計(jì)算出的Yl與調(diào)度給定值進(jìn)行比較，若Yl大于調(diào)度給定值， 則說明爬升率滿足要求，且母線電壓能及時正確跟蹤新的給定值Yl= A U/ A T= IU2-U11 / (T1-T2)Yl :爬升率AU:母線電壓變動值 AT:母線電壓調(diào)整時間 ⑵超調(diào)量 U， =Umax-Us U，:超調(diào)量Umax :電壓本次調(diào)整最大值(或最小值)Us:母線電壓目標(biāo)值將計(jì)算出的U’與調(diào)度給定值進(jìn)行比較，若U’小于調(diào)度給定值，則說明超調(diào)量滿足要求。
⑶響應(yīng)時間(滯后情況)T， =T1-T3T’ 響應(yīng)時間(從給定新值到母線電壓開始調(diào)整的時間)Tl :目標(biāo)值給定時間 T3 :母線電壓開始調(diào)整的時間 T’可以做為整個母線電壓調(diào)整值的參考，用于判斷AVC系統(tǒng)的控制特性，T’越小，則說明AVC系統(tǒng)越靈敏。
⑷偏差值 Up=U2-UsUp :偏差值(母線電壓調(diào)整結(jié)束后，最新值與給定值的差)U2 :母線電壓調(diào)整結(jié)束后的值 Us :調(diào)度給定值將Up與調(diào)度給定值進(jìn)行比較，若Up小于調(diào)度給定值，則說明偏差值滿足要求。
第四步，測試電站監(jiān)控系統(tǒng)中對調(diào)度下發(fā)指令的協(xié)議解析情況，檢查其響應(yīng)率、數(shù)據(jù)正確率，對處理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)情況和執(zhí)行情況等。
一般來說，通過一段時間內(nèi)模擬調(diào)度給定多個不同的新電壓值，判斷AVC系統(tǒng)執(zhí)行情況，來判斷數(shù)據(jù)正確率，只要這段時間內(nèi)AVC系統(tǒng)能正確執(zhí)行模擬值命令，即可判斷 AVC系統(tǒng)協(xié)議解析情況與數(shù)據(jù)正確性。
在測試過程中，將母線電壓、單臺機(jī)組的無功功率、母線電壓目標(biāo)值等實(shí)時記錄保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并在畫面中采用曲線方式顯示；全廠母線電壓、單臺機(jī)組的無功功率和目標(biāo)母線電壓等數(shù)據(jù)的記錄保存有兩種方式，一種方式是采用軟件把母線電壓和當(dāng)前每臺機(jī)組的無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中，并通過曲線方式實(shí)時顯示母線電壓，實(shí)現(xiàn)母線電壓對比；另外一種方式就是使用便攜式電量記錄儀記錄實(shí)時母線電壓和各臺機(jī)組無功功率，再通過便攜式電量記錄儀的上位機(jī)軟件來記錄實(shí)時曲線。
本發(fā)明的工作原理是通過人為給定母線電壓新的目標(biāo)值，檢查母線電壓是否及時正確跟蹤新的給定值，通過母線電壓調(diào)整的爬升率、超調(diào)量、響應(yīng)時間以及偏差值，來判斷AVC系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
通過分析錄波數(shù)據(jù)曲線，可以快速準(zhǔn)確的分析母線電壓和每臺機(jī)組無功功率的變化情況、AVC分配的目標(biāo)無功功率情況，檢查所需無功功率(通過母線電壓給定值計(jì)算出)分配結(jié)果是否滿足每臺機(jī)組勵磁系統(tǒng)過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機(jī)組機(jī)端電壓以及其他的各種邊界條件等；如果出現(xiàn)無功功率調(diào)整不穩(wěn)定、母線電壓不滿足調(diào)度要求、爬升率不滿足調(diào)度要求等情況時，通過分析每臺機(jī)組的無功功率PID調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)后，可以給監(jiān)控系統(tǒng)IXU無功功率調(diào)節(jié)的PID參數(shù)提供一些建議。
權(quán)利要求
1.一種自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟第一步，使用電壓變送器測量母線電壓和機(jī)端電壓，使用無功功率變送器測量每臺機(jī)組無功功率，轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，通過采集器的模擬量輸入通道送入到采集器中， 采集器將標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為電壓和無功功率工程值，得到母線電壓和每臺機(jī)組的電壓，以及每臺機(jī)組的實(shí)時無功功率；第二步，通過采用MODBUS TCP/IP協(xié)議，采集器把母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率傳輸?shù)皆囼?yàn)計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將母線電壓和每臺機(jī)組機(jī)端電壓與實(shí)時無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中，并計(jì)算出全廠總的無功功率；同時，計(jì)算機(jī)將母線電壓、每臺機(jī)組機(jī)端電壓、 實(shí)時無功功率和全廠總的無功功率均顯示在計(jì)算機(jī)的錄波曲線中，錄波曲線以I秒為間隔進(jìn)行實(shí)時更新；第三步，通過試驗(yàn)計(jì)算機(jī)，模擬調(diào)度人為給定的新的母線電壓值，檢查AVC系統(tǒng)對新的給定值的執(zhí)行情況通過母線電壓或無功功率的當(dāng)前值與目標(biāo)值的對應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出超調(diào)量、爬升率、響應(yīng)時間和偏差值，并判斷超調(diào)量、爬升率、響應(yīng)時間和偏差值是否滿足調(diào)度要求，并將判斷結(jié)果提供給PID控制器；第四步，將母線電壓、單臺機(jī)組的無功功率、母線電壓目標(biāo)值實(shí)時記錄保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并在畫面中采用曲線方式顯示，以便對調(diào)度下發(fā)指令的協(xié)議解析情況進(jìn)行測試，檢查電站監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)率、數(shù)據(jù)正確率、對處理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)情況和執(zhí)行情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于所述第四步所述記錄保存的方法是采用軟件將母線電壓和當(dāng)前每臺機(jī)組的無功功率記錄到數(shù)據(jù)庫中， 并通過曲線方式實(shí)時顯示母線電壓，實(shí)現(xiàn)母線電壓對比。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于所述第四步所述記錄保存的方法是使用便攜式電量記錄儀實(shí)時記錄母線電壓和各臺機(jī)組無功功率，再通過便攜式電量記錄儀的上位機(jī)軟件來記錄實(shí)時曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于所述爬升率為變動值除以調(diào)整時間，所述超調(diào)量為本次調(diào)整最大值或最小值與目標(biāo)值之差，所述響應(yīng)時間為目標(biāo)值給定時間與開始調(diào)整的時間之差，所述偏差值為調(diào)整結(jié)束后的值與調(diào)度給定值之差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動電壓控制系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，可快速準(zhǔn)確地檢查發(fā)電廠自動電壓控制(AVC)軟件包的各種功能，可檢查母線電壓和每臺機(jī)組無功功率變動情況，可通過計(jì)算出母線電壓和每臺機(jī)組無功的爬升率和超調(diào)量等參數(shù)，判斷母線電壓的爬升率和超調(diào)量是否滿足調(diào)度要求，并為每臺機(jī)組LCU的負(fù)荷調(diào)整PID參數(shù)修改提供依據(jù)。本發(fā)明的積極效果是可快速檢查所需無功功率分配結(jié)果是否滿足每臺機(jī)組勵磁系統(tǒng)過勵和欠勵條件，是否滿足每臺機(jī)組機(jī)端電壓以及其他的各種邊界條件等；可快速準(zhǔn)確檢查電廠AVC軟件包功能是否完善，通信速率是否滿足要求，穩(wěn)定性和實(shí)時性是否滿足要求等，從而對電廠AVC系統(tǒng)做出全面準(zhǔn)確的評估。
文檔編號G05B23/02GK102541049SQ20111044031
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者何軍, 唐洪, 王春林, 胡川華, 黃強(qiáng) 申請人:四川中鼎科技有限公司