试论多元数据融合的机网协调控制系统

发表时间:2020/4/23   来源:《当代电力文化》2019年第18期   作者:栾英琳
[导读] 本文所试论的多元化数据融合的机网协调控制系统
       摘要:本文所试论的多元化数据融合的机网协调控制系统,是一种基于大容量的多元化数据接入与一些高级的应用功能构建而成的机网协调系统。在基于机网协调系统之上有效的实现了对发电厂热工、水机等一部分具有专业性的设备,以及控制级数据在电网侧的集中采集,并且根据相关的运行信息,从而实现对发电侧设备的各种功能进行评估与考核。
        关键词:多元数据融合;机网协调;控制系统
前言:
        在电力系统中电源与电网是比较重要的组成部分,并且对于电力系统的安全运行也起着重要的作用。随着国家的快速发展,国内的交直流特高压互连电网正在形成,其自身具有较大的规模和发电容量增长较快的特点。机网协调系统最主要的作用就是对电厂与电网之间进性协调,通过将关键的数据进行采集并且搭建起数据中心,从而建立起评估系统与专家决策系统。
一、系统结构
(一)总体网络结构设计
        机网协调系统结构主要包括火电厂协调控制子站、水电厂子站、风电场子站以及中心主站系统。其中火电厂协调控制子站、水电厂子站、风电场子站都是通过了国际标准的规定,并且其在运行时能够通过借助电力调度数据网把各个子站中的数据和录波文件上传到采集数据的服务器中。因为在进行数据的传输时会出现跨区域的传输,所以对采集数据的服务器部署了正向隔离的装置,服务器将数据进行采集之后进行处理,然后将分析的数据进行保存,应用服务器再次对数据进行高级的计算最终传输到实时服务器。最终可以将所有的结果展现在移动的端口上,使用WEB服务器实现数据的对外传输加防火墙。
(二)火电厂协调控制子站
        火电厂协调控制子站最为主要的作用就是对火电厂生产的数据进行采集和预处理,通讯采集装置对现场的数据信息进行采集并及时传送至火电厂转发站,并且将机组内部的运行参数、重要自动回路参数、保护回路参数等数据信息及时的发送给对热工系统进行评估和检测的装置,并且把发电机的相关数据发送给励磁系统状态检测和评估装置。通过将传回数据与定制进行比较,如果数值出现越限就要对装置进行数据的录波,其中涉网考核评估系统会对AGC和一次调频回路的相关数据进行采集,当指令与频率的变化超过死区也要进行录波,然后将文件进行处理生成录波文件在将其传送到火电厂的转发站,最后在相关的约束下再经由转发站将所采集到的数据信息和录波文件最终上传到中心主站系统。
(三)水电厂协调控制子站
        水电厂协调控制子站主要起到的作用就是对水电厂的生产数据进行采集和预处理,其中通讯采集装置的实现就是借助水机振摆系统中的振动值,对水机监控系统中的机组和水电厂的励磁系统中所有关键的参数数据进行采集,然后在经由符合通讯标准的流程将其实施的数据信息传输到水电厂转发站。水机历次系统的检测评估运行主要是采集水电机组机端电压、有功功率等将数据与设定值进行比较,同火电厂协调控制子站一样一点数据越限就要对其进行录波,然后装置在基于相关规范的基础之上将录波文件最终传输到水电厂转发站,实现对数据的共享。
(四)风电场协调控制子站
        所谓的风电场协调控制子站,就是将风电场在实际的运作中所产生的数据进行采集,其中包括了同步相量测量装置,该装置的使用能够直接的将风电场运行的机组进行相关的数据信息采集。在该环节中所涉及到的历程相对而言比较少,但是在进行数据传输的过程中还是要遵守相关的规约进行,最终将其在风电场机组中所采集到的数据传送到中心主站系统中去。


(五)中心主站系统
        中心主站是整个大的系统最为核心的平台,能够对在管辖范围之内的电厂数据进行访问,并且还能够提供出励磁系统、水机系统、热工系统的评估和专家决策功能。主站中的数据采集服务器是可以通过相关的规约获取到各个子站中的实时的数据与录波的文件,此时数据在传输时能够穿破正向隔离装置到达服务器,最终实时服务器接收到采集服务器传输的数据并对其进行及时的处理,然后将处理的数据进行保存。所有的协调控制子站将相关的数据以及录波文件传输至实时服务器,然后将所有的计算结果与信息进行展示,最终通过建立与向外传输的防火墙,从而实现WEB服务器对各项数据的传输。
二、机网协调控制系统的研究
(一)发电机组励磁调节器对低频振荡性能抑制的评估
        在发电机组的励磁调节器中为了能够更好地抑制低频振荡,从而研发了稳定器PSS作为一种附加的技术。先在励磁调节器中引入快于轴速度的附加信号,从而产生一个正阻尼转矩,通过这种方法去将原励磁器中所特有的负阻尼转进行克服,截止到目前的发展还没有对使用稳定器PSS抑制低频振荡进行检测的方法。
        在RTDS仿真系统中建立起励磁调节器模型,然后将电力系统稳定器PSS等相关的数据与实际的电场数据进行调整,将在实际的电厂中对PSS低频振荡的警告数据作为模拟振荡警告阈值。将在电厂在运行中不使用PSS的状态之下,使用实际电厂工作的发电机组励磁调节器数据来对低频振荡进行实验模拟,并且将数据进行记载,然后建立起在PSS不投入使用的振荡频率的平均阻尼与离线的策略关系进行比较。然后将模拟实验的环境进行调整,保障电厂发电机组励磁调节器正常的运行,在其运行中加入PSS同样的对所有数据进行记载,最后将其计算的结果与PSS抑制电网低频振荡的效果进行有效的分析。
(二)火电厂数据模型的自动调节回路性能
        在火电厂进行生产时对热工控制回路是比较重要的环节,良好的控制回路对于整个机组的安全运行起到了很好的保障,能够有效的提升工作的效率减少对资源的浪费。在机网协调中一般系统的使用都是选择AGC,或者一次调频以及励磁系统的评价,但是对于热工专业的应用都是非常少的。
        在本文的研究方法中是将自动调解回路作为单位,对各种数据信息进行及时的采集存储,在基于此的基础之上建立好针对于自动调节回路的性能指标进行收集、评价等,并且能够对被控的对象进行有效的识别,根据系统中所给出的诊断结论进行系统的优化。在机网协调系统中,中心主站是接受各个子站的数据,但是火电厂的热工专业中不同的对象在不同的回路中,所以对于火电厂热工控制回路进行评估是以控制回路为单位进行的。通过研究建立起“电厂-机组-回路”的一个管理数据模型,在各一个数据的回路中包含了控制器、执行器等其他的相关数据与参数信息,并且在对数据进行计算时数据信息就是其在数据库中的名称,参数信息则是根据不同的回路制定的固定数值。通过该数据模型的使用,能够有效的对在线评估过程的数据进行有效的管理。
结语:
        在本文的讨论中通过使用比较统一的数据模型和信息集中存储的模式,从而实现对使用的安全设备所有信息进行收集和整理。通过对各种的系统状态进行状态量的采集,并且根据运行的概况建立起分析评估模型,配合专业人员对发电机励磁设备的运行情况进行有效的了解,并且及时的对隐患问题进行排除,保障生产工作能够正常的开展且提供更多的设备技术支撑。
参考文献:
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[2]黄元生,张利君,钟敏.CPS评价体系下循环流化床机组协调控制方法研究[J].西北工业大学学报,2019,37(03):621-627.
[3]何红玉,范丽,韩蓓,李国杰,刘召杰.基于一致性协议的多微网协调控制[J].电网技术,2017,41(04):1269-1276.
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