NSV 600新版说明书

NSV600电压无功综合控制及小电流接地选线系统技术说明书使用说明书编写刘志超审核承文新批准郭效军2001年06月*本说明书可能会被修改，请注意最新版本资料第一部分技术说明书（2001.06）目次1系统简介2电压无功综合控制模块2.1控制原理分析2.2技术特点2.3工程方案2.4策略表整定3小电流接地选线模块3.1选线原理分析3.2技术特点3.3工程方案1系统简介NSV600电压无功综合控制及小电流接地选线系统由电压无功综合控制模块及小电流接地选线模块组成，其中电压无功综合控制模块适用于500kV及以下各种电压等级变电站的电压无功自动控制，小电流接地选线模块适用于110kV及以下中性点不直接接地电网的接地选线。系统共有两个版本，NSV601适用于110kV以下变电站，NSV602适用于220kV变电站。电力系统的电压与所在点的无功功率平衡调节有关,而非全网一律。系统的电压控制与无功功率管理，应遵循分层分区就地平衡的原则，即：220kV～500kV输电网络应当按电压等级实现无功功率的供需平衡，不同电压等级的电网间尽可能少地传送无功功率；110kV及以下配电网络则应当分供电区域就地实现无功功率的供需平衡。对于各电压等级的变电站而言，要在保证本网的电压水平的前提下，尽量优化无功功率的分配。NSV600电压无功综合控制子系统，利用并联电容器装置和有载调压器来进行电压、无功的就PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统1地平衡，维持较高的电压合格率并合理保证功率因素，实现经济输电和供电。在中性点不直接接地电网（又称小电流接地系统）中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压依然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许再继续运行1～2小时，而不必立即跳闸。但是在单相接地后，其他两相的对地电压要升高3倍，为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。当中性点不直接接地电网发生单相接地故障时，NSV600小电流接地选线子系统能够准确而迅速地选出接地线路，保证配电系统的安全稳定运行。2电压无功综合控制模块PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统2NSV600电压无功综合控制模块最多可控制三台变压器、十六台电容器，运行中能自动识别变电站各种运行方式，支持两台以上的主变并列调压。2．1控制原理分析图1变电站等值电路图如图1降压变电站，变压器归算为理想变压器，jXR为计及变电站进线线路阻抗和变压器阻抗的等值阻抗。在分接头未调节、电容器未投入时，有：221UQXPRUU，2U为归算到高压侧的变电站低压母线电压如果投入额定补偿容量为cQ的电容器（或切除同样容量的电抗器）后，获得电压增量U，有：UUXQQPRUUUc221)(实用公式为：dSQUU2(dS为短路容量)PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统3可以得出几点结论：1）调节分接头使电压升高，则负荷侧无功消耗也增大，高压侧需要送更多无功。2）调节分接头使电压降低，则负荷侧无功消耗降低，高压侧需要送的无功减少。3）投电容（切电抗）使负荷侧无功消耗得到补偿，电压升高，高压侧需要送的无功减少。4）切电容（投电抗）使电压降低，高压侧需要送更多无功。优化无功的目的是减少无功在电力网上的流动，以降低网损，获得较高的功率因素，在讨论变电站的无功优化时，普遍地采用变电站进线侧的功率因素为优化目标。对于图1所示的变电站，电压无功综合控制要实现的目标是：min)(min212222RUQQPUUN即最佳的电压质量、最低的功率损耗，同时还必须满足变压器分接头及电容器（电抗器）日投切次数不越限等若干个约束条件。本系统采用专家系统来解决这种离散的、多约束条件下的非线性规划问题。有经验的调度员之所以能及时有效地解决变电站的电压无功控制问题，关键在于他掌握了求解调压调PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统4无功的大量专门知识，这些知识一部分是有关电压无功的基础知识，但主要是在长期实践中逐渐积累起来的经验性知识。NSV600系统采用九区域控制原理，基于专家系统设计决策模块，而决策系统设计的基本思想是系统自身能存贮电压无功控制的专门知识，并能象有经验的调度员那样有效地去利用这些知识去解决特定变电站的电压无功控制问题。图2九区域控制原理在不同的电压（以变压器高压侧为例）下，调节分接头对低压侧电压及高压侧无功潮流的影响是不同的；投切电容器（电抗器）对低压侧母线电压及高压侧无功潮流的影响也是不同的；而高压侧功率因素还要受到低压侧有功负荷的影响。因此在不同日期的同PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统5样时段，如果电压和负荷不同，即使是同样的调节动作，可能有截然不同的效果。如果在每次动作前综合利用以前动作的经验，就能更好地适应负荷及电压的变化，避免分接头的频繁动作和补偿设备的振荡投切。NSV600中的决策专家系统由知识库、数据库、推理机、知识获取四部分组成。系统每一次动作都根据数据库中的实时信息，利用知识库中的知识，按正向推理去估计该动作将引起的后果，最后根据对此后果评估的优劣性来决定是否执行该动作。而系统每一次正确动作后，都将由知识获取模块将当前的各种参数形成一条新的知识，对知识库中的知识进行添加或更新。系统自动调节的次数越多，知识库中知识就越丰富，基于此知识库的作出的决策就越能适应当前变电站的特性，而使电压和无功的调节更加合理化。2．1技术特点2.1.1适用范围广最多可实现具有三台变压器、四段母线、十六台电容器、十六台电抗器变电站的电压无功自动控制。运行中能自动识别变电站各种运行方式，支持两台以上的主变并列调压。2.1.2可选的运行方式提供两种运行方式供用户在线选择：PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统61）电压无功综合方式：以U、Q为优化目标。2）电压功率因素综合方式：以U、cos为优化目标。2.1.3时段划分用户可以自由划分一天中的时段个数，并可指定每个时段中的电压无功（功率因素）运行范围及相关的动作策略。2.1.4高可靠性的控制原理1）基于九区图的原理，每个区域都设有三种优先级的策略，如果某一优先级的策略不能实现，就自动执行次优先级的策略；每一级别的策略都配有是否强制执行的属性，如果强制执行，意味着对该策略不进行动作结果预测（即预测电压、功率因素、无功是否越限），系统缺省的方式是对每级策略都进行动作结果预测。2）系统自动识别调节变压器分接头、投切电容器（电抗器）对电压、功率因素的影响，无需现场提供试验数据。3）基于专家系统设计，系统具有自学习功能，能充分利用历史的调节经验，主动适应变电站的运行特性，使电压无功的调节更加合理。4）对区域设有模糊宽度，处于模糊区域内时不动作。5）VQC以单段独立运行的母线为单位模块，如果有PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统7多段独立运行的母线，就存在多个VQC模块，它们之间是分时运行，互不影响。6）VQC模块定时起动，每个周期内都重新识别主接线和运行区域，防止了因区域识别错误而造成策略的一错再错。7）调节周期与异常区域确认次数的定值相配合，能实现可靠性与灵敏性的结合。2.1.5并列调压对于并列调压，分“保持档位差”（缺省）、“自动减小档位差”两种方式和“并列自动纠错”功能。所谓“自动减小档位差”是指，当两台主变分接头的原始位置不一致时只调其中一台主变的分接头以减小档位差。“并列自动纠错”功能是指当两台主变分接头原始位置一致，同步调节分接头时，如果有一台调节不成功，就闭锁这台主变的分接头调节，并向动作成功的主变分接头发一个相反的命令使已调节的分接头恢复原位置。2.1.6控制策略可修改如果NSV600提供的各时段动作策略不能满足变电站的特殊要求，用户可以根据需要修改任意时段的控制策略及预测属性。由此，彻底解决了常规VQC系统动作策略不适应现场情况的现象，通过对策略的PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统8自由选择，可以方便地实现“电压优先”、“无功优先”等调节方式。2.1.7优化分接头日调节次数分接头每次只调节一档，考虑到分接头的频繁调节不利于有载调压变压器的安全运行，本系统在无功正常的前提下利用电容器（电抗器）来调压，减少分接头调节次数。另外分接头的相邻两次调节还必须满足两次动作最小间隔时间的闭锁。2.1.8电容器（电抗器）轮换投切所有电容器（电抗器）轮换投切，使开关的使用几率平均，用户还可以设置每台电容器（电抗器）相邻两次动作的最小间隔时间，保证电容器（电抗器）的安全。2.1.9闭锁条件灵活自定义可添加任意数量的遥信或遥测量闭锁条件，自由指定闭锁的对象（主变、电容器、电抗器或整个系统），可根据需要设置闭锁条件的复归方式（自动复归或手动复归）。一般而言，需要闭锁的情况有：主变停用闭锁、主变过负荷闭锁、过电压闭锁、低电压闭锁、电容器保护动作闭锁、电抗器保护动作闭锁、主变保护动作闭锁、通讯故障闭锁等。PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统92.1.10完善的容错设计1）如果主变分接头调节成功，而前置机采集的母线电压没有变化（或变化很小）则判定前置机出错，防止因采集数据不变而引起决策模块判断失误。2）如果某电容器（电抗器）开关动作成功，而前置机上送的无功或功率因数没有变化（或变化很小）则判定前置机出错，防止因采集数据不变而引起决策模块判断失误。3）如果NSV600没有下发动作命令，而电容器（电抗器）开关变位或主变分接头档位发生变化，将自动闭锁该电容器（电抗器）或主变，防止本系统与其他厂家保护装置配合时，其他保护不提供闭锁VQC的硬接点而造成保护动作无法通知VQC系统的情况。2.1.11信息上送调度端1）可在调度端远方遥控当地NSV600电压无功综合控制模块的投入与退出。2）当地NSV600电压无功综合控制模块的动作信息可经通信服务器上送到调度。2.1.12丰富的数据采集及安全监视以图形化界面灵活显示大量信息：1）变电站主接线图及潮流图。2）各种开关状态及动态数据实时显示。PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统103）每台变压器、线路的负荷及电流监视。4）对电压合格率进行日和月统计。5）事故报警并自动推出事故画面。6）事故追忆，追忆内容可自动打印。7）提供系统事故记录、系统异常记录、系统正常巡检记录、遥控操作记录，并保存一年以上。2.1.13高性能、可信赖1）前置的PSR651是国内第一套以高性能的32位微处理器为核心的综合测控装置，具有高速16位A/D转换器，保证了各种采集信号的高精度。2）监控主站采用电磁兼容指标高的工控机，适用于变电站恶劣的电磁环境。3）控制功能相对独立，重要控制出口功能均由PSR651或专门的电容器保护装置完成，即使监控主站发生故障也不会发出错误的控制命令。4）监控主站与PSR651之间采用高速可靠的以太网络通讯，可支持光纤与其他设备进行远距离传输。2.1.14完全开放的系统1）前置的PSR651提供高速可靠的以太网络通信接口，并集成IEC870-5-103标准通信规约。3）监控主站支持远程诊断及重要数据WEB查询。2.1.15稳定可靠的软件系统PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统111）WindowsNT/2000上的操作系统，真正的32位应用。具有占先式、多任务及多线程的所有优点，提供事件处理能力，达到高性能及高可靠性。2）基于Internet/Intranet体系的设计方案，可将数据传输至Internet网，实现远方WEB查询，同时保证管理信息系统与现场数据的一致性。3）面向对象及与平台无关的设计方法，可适用几乎所有变电站的主接线。4）所有参数均可在线修改，无需频繁启动系统。2.1.16友好的人机界面全中文的全图形化界面，支持在线画面拷贝、多级窗口局部区域放大缩小、画面慢游功能，打印机不影响系统工作。2．3工程方案2．3．1分布式方案PSV601电压无功综合控制及小电流接地选线系统12图3分布式方案NS