基于变电站母线信号的并网同期算法

基于变电站母线信号的并网同期算法 第26卷第2期有色冶金设计与研究2005年 6月 基于变电站母线信号的并网同期算法 陈朝新,朱敏2 (1.广东省清远供电分公司,广东清远511515;2.南京林业大学土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院,江苏 南京210037) [摘要]根据变电站母线电压信号频率稳定,在一定的时间内频率基本不变的特点, 提出了一种同期 新算法,该算法与常规算法相比具有运算量小,同期速度快,同期精度高,抗干扰能 力强等优点,非常适合在 变电站应用. [关键词]同期操作;频率差;相角 中图分类号:TM645.1.1文献标识码:B文章编号:1004-4345(2005)02—0024-03 SynchronizationCalculationofPowerNetwork IncorporationBasedonBusSignalofTransformerSubstation CHENGChao—xin0ZHUMin (1.QingyuanPowerSupplyCompany,Qinsy~,Guangdong511515,China 2.CivilEngineeringDepartmentofNanjingForestryUniversity,Nanjing,Jiangsu210037,China) AbstractThepaperputsforwardanewarithmeticofsynchronizationbasedontheanalysisofvoltagesignalonsubstation synchronizingoperation.Comparedwithgeneralarithmetic,thisnewarithmetichaslotsofvirtuessuch聃lessoperationdam,higIl synchronizationspeedandprecision,andstrongabilityofanti--jamming,80itisbelievedsuitableforthenewarithmetictobeappHed insubstations.Thepaperfinallyanalyses8omefrequentlyappearedproblemsandthenbringf orwardanintegratedsolution. KeywordsSynchronizedoperation;frequencydifference;phase蛐e I变电站同期操作的特点 在变电站计算机监控系统中.同期操作是系统 必须具备的重要功能.同期操作主要用于变电站并 网. 在变电站并网前必须先测量两个电网的频差与 电压差.只有在频差与电压差满足一定的条件下才 可以进行同期操作. 变电站同期操作的前提条件: (I)fl—f2,?f?0.5Hz.且fl?f2 (2)UI—U2,AU<~MAX(UI,U2)xlO% 变电站的同期操作主要是在两个电网满足同期 条件的情况下,捕捉两个电网的相位差.在相角为零 的情况下,合上断路器. 由于断路器合闸需要一定的时间.断路器的合 闸命令必须提前发出,这就存在一个预测合闸导前 角度的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 . 2同期操作信号处理 同期操作导前角预测常规 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 如图I所示: ut 电压采样信号放大100倍 图l同期信号的处理过程 异或 收稿日期:2005.--03—15 作者简介:陈朝新(197O一),男,广东人,工程师,主要从事供电计量管理工作;朱敏 (1975一),女.江苏人,助教,主要从事大学教学工作. ==,, ?== 第2期基于变电站母线信号的并网同期算法?25? 首先将要进行并网的两个电网的电压进行采 样.为了计算两个电压信号的相位角.通常的方法是 将两个电压正弦信号转换成方波信号.方法是:将 PI'采样的两个电网的电压信号放大100倍.由于放 大电路的截顶作用.两个PI'电压信号就被整形成方 波.再将这两个方波信号异或操作,就得到反映这两 个电压信号相位差的脉冲信号. 由于两个电压正弦信号之间存在一定的频率 差,因此两个正弦信号的相位差在不断的变化.变化 规律为相位差由小变大(0.-?l80.)再由大到小 (180o---~0.),周而复始地变化.反映在异或后的脉冲 信号上就是脉冲信号的脉宽由小到大,再由大变小, 周而复始地变化,如图2所示.同期操作就是要在脉 冲宽度为最小时合上断路器.实现并网. 20ms20椭=20ms珏1.Is2cs20ms20_墨20椭s20椭墨互Oms20ms20lII=2o?=20 椭s20椭皇2cI-s 圈2异或后的脉冲信号 测量脉冲信号的脉宽等同于测量同期信号的相 角差.但是通过PI'采集交流正弦信号时,由于变电 站存在着较强的干扰,信号的谐波含量丰富,大量的 谐波会在正弦信号的过零处造成二次过零,随着信 UlUl 电压采样信号滤波 号被放大100倍.二次过零脉冲也被放大了,产生新 的错误脉冲.如图3所示.因此我们认为:在正弦信 号被放大前.一定要将信号进行滤波. 圈3实用的同期信号处理过程 信号滤波应采用有源低通滤波器,将lOOHz以 上的谐波含量全部滤除.在滤波过程中,信号会造成 一 定的相移,但由于两个信号频率大致相同,经过相 同的有源低通滤波器,相移也应该大致相同.可以不 考虑相移的影响. 3合闸导前角常规预测法 同期操作就是要在脉冲宽度为最小时合上断路 器.但由于断路器等机构操作需要一定的时间,需要 异或 提前发合闸命令,应预测导前时间.由于脉宽的变化 规律如图4所示. 圈4脉冲信号的变化过程 一 . 26.有色冶金设计与研究第26卷 设在t.时间测量得到脉宽为.,t:时间测量得 到脉宽为2. 常规的预测方法是线性预测法.根据两个不同 的测量点可以得到一条直线.将直线延长与时间轴 的交点为预测的时间t.t-8(8为导前时间.经验值) 即为同期时间,如图5所示. tl乜l 脉冲,在频率稳定的情况,每个变化周期都是15个 脉冲.因此可以从任何一个时刻推算相位差为0.的 时刻,这个时刻就是需要的同期点.该方法简单易 行,预测精度高.算法流程图如图6所示. 挪惟酣定时啦中断 圈5线性预测法 6 4合闸导前角最小二乘预测法 最dx--乘预测法同线性预测法.只是测量的点 再多些,建立最dx--乘预测方程.预测同期合闸时间 5新的合闸导前角预测方法 采用线性预测方法.预测精度很大程度上取决 于.,的测量精度,而脉宽测量由于是波形经过 了很多变换后得到的,非常不准确.因而由此为基础 的预测精度也存在着很大的误差.采用最小二乘预 测法可以提高一些精度.但预测结果仍难以保证.而 且运算量大. 本文基于变电站电压信号的特点提出了一种新 颖的同期预测方法,具体的思路如下: 变电站信号的特点是频率基本不变.因此变电 站的同期过程与发电厂的同期过程有很大的区别. 发电厂的同期过程包括调频,调幅,捕捉同期点三个 过程,而变电站的同期并网仅是在电压,频率基本稳 定的情况下捕捉同期点的过程.根据这个特点可以 发现.在相位差从0.逐渐增加到180..再从180.变 回为0o的周而复始的循环变化中.每一个变化周 期.脉冲的数量是一定的.每个脉冲的间隔时间也是 一 定的(20ms).如图2所示,一个变化周期有15个 圈6算法流程圈 性胄皂比较 采用上述计算导前时间的方法不用测量脉宽 ,只要计算脉宽数,在信号变换过程中所造成的脉 宽误差对算法不影响.影响算法精度的是两个同期 电压的频率,在频率稳定的情况下,频率差别越小, 脉冲数越多,同期时间越长,精度就越高.与此相反 的是,采用线性预测的方法.频率差别越小.预测直 线越长,精度越低. 在最坏的情况下,fl—f2,Af=0.5Hz时: 50,0.5=100 360.,100=3.6. 即采用本文所述的捕捉同期点的方法.最大误 差为3.6o. 7结语 变电站母线信号的并网同期算法已经被江西, 上海,广东许多变电站所采用.例如上海为磁悬浮供 电的塘镇变电站,目前使用效果非常良好.通过实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ,这个简单又新颖的算法值得推广. 【参考文献】 【1】陈衍等箸.电力系统稳态 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 [M】.北京:水利电力出版社,1996. 【2】孙淑信等.大型变电站微机自动调节系统的研究【J】.电力系统自 动化,1995,(7)