刘志1  朱益华 2  王俊杰1  郭琦2  常东旭1  任祖怡1

（1.南京南瑞继保电气有限公司   江苏南京 211106；2.南方电网科学研究院  广东广州  510080）

摘要：安全稳定控制系统是电网安全稳定运行的重要保障，如何通过规范的测试方法来完整地测试系统性能，消除潜在的隐患，保证系统的可靠性，至关重要。本文指出了稳控传统测试方法的不足，提出了一种新型的稳控测试方法，以及这种方法在南方电网安全稳定控制系统的中成功应用。新型规范化的测试方法在稳控系统试验中的应用将大大提高系统的可靠性和测试水平，具有积极的意义。

关键词：安全稳定控制系统；南方电网；测试；规范化

 

0 引言

安全稳定控制系统（以下简称“稳控系统”）作为保证电力系统安全稳定运行和提高电网输送能力的重要手段[1－3]，在电网建设中得到了广泛的应用。由于电网中稳控系统涉及地域广、厂站多，设备型号多样，控制策略复杂且多变，因此，如何对稳控系统进行有效、可靠、完整地系统测试，尽早发现装置软、硬件缺陷，避免给电网安全稳定运行带来隐患，是至关重要的工作。

本文针对稳控系统特点，从测试内容、测试手段等方面详细阐述了稳控系统的常规测试方法，指出了当前测试工作中的不足，阐述如何充分利用现有手段开展测试工作，并提出更加规范的试验方法和建议，及其在南方电网稳控系统中的应用，对提高稳控系统的规范化测试和稳定运行，具有积极的意义。

1 稳控系统测试现状

1.1  稳控系统测试现状

由于电网运行方式的改变，每年电网稳控系统都要进行升级改造，测试，出厂验收，现场联调。由于稳控系统的特殊性，每个厂站控制策略及功能都不相同[1]，稳控装置随着控制策略修改而需要进行相应的升级，由于其特殊性，需要对稳控装置进行全面完整的测试，消除由于测试不完善带来的隐患，保障系统的可靠性，正确性。目前，电网稳控系统测试流程包括稳控装置生产测试、系统出厂测试、系统现场调试、定期检验等，以验证稳控装置硬件及回路、控制策略、通信功能等是否正确、满足要求。

1.2稳控系统传统测试方法分析

目前稳控系统的测试方法主要有以下几种：1、传统继电保护测试仪（如博电PW40等）或专用稳控测试仪、万用表；2、动模试验；3、RTDS电力系统实时数字仿真试验，其结构如图2所示；

第一种试验方法目前是最常用的测试方法之一，使用继电保护测试仪或专用试验仪加入电压、电流，按照测试大纲逐步进行，模拟相关的故障，检查稳控执行策略的正确性，这种传统的静态试验方法基本能验证稳控系统逻辑的正确性,但是无法正确反应系统的动态变化结果，对于一些特殊工况的系统故障模拟还不完善。

动模试验可以实时逼真地模拟电力系统的稳态、机电暂态和由此引发的保护和自动装置的动作过程，对于有新判据使用的稳控系统使用动模试验具有积极的意义。但是动模试验的规模受实验室设备和场地限制，无法模拟大型电力系统，参数的调整和改变比较麻烦，试验方法不够灵活，不易实现大规模稳控系统装置间功能配合试验，试验效率较低。

RTDS电力系统实时数字仿真试验可使电力系统的实时仿真范围几乎可覆盖电力系统扰动的全过程，可以真实地反应系统的情况，对于稳控系统可以进行全面的详细的测试。但是RTDS仿真试验系统投资巨大、建设周期长、参数间难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制，建模复杂等。正是基于以上原因导致在实际的稳控测试过程中RTDS的仿真试验使用较少。对于重点的工程或新判据，利用RTDS进行仿真试验，具有重要的价值和意义，比如南方电网楚穗直流稳控系统[3]。

 

图1  RTDS实时数字仿真试验结构图

2 一种新型稳控系统测试方法

   为了确保稳控系统的可靠性，消除任何对系统不利的缺陷，我们需要在稳控系统的规范化试验上进行大量的工作，使得稳控系统的测试规范、标准。规范化的试验需要规范化的试验方法及项目，根据试验项目使用最完善的试验方法。针对目前稳控系统测试中存在的问题，我们提出了一种新型的稳控系统测试方法及稳控系统测试的改进建议：

（1）使用新的试验方法，能动态反应系统的波动情况，从试验手段上消除由于传统试验方法无法测试到的环节而留下的隐患。为此我们推出了基于help2000电力系统动态整组仿真试验平台的通用测试系统，如图2所示。

 

图2  Help2000电力系统动态整组仿真测试平台

该系统利用稳定分析计算获得的或PMU、稳控装置现场录制的，非实时但时间上连续的动态过程故障波形数据在稳定控制系统中的实时回放，模拟整个系统的动态过程，以验证控制策略逻辑的正确性，特别适用于大型电力系统复杂故障情形下对稳定控制装置动作行为的分析和测试。该方法将原来的静态的、局部的测试发展成为动态的、系统的测试。比如，在重潮流情况下的双回联络线路一回线故障，另回严重过载时功率是一个动态的摇摆过程，传统试验方法无法验证出此时稳控装置动作行为，以及计算到的切机或切负荷量的正确性、动作时间。

基于help2000电力系统动态整组仿真试验还可以利用在线预决策系统获取电网运行的潮流断面计算数据，以及相应的暂态计算数据；然后，利用该数据对事故或扰动进行仿真分析，借助电力系统动态整组试验平台[4]，对稳控装置的动作行为和作用效果进行研究与评估。

基于help2000电力系统动态整组仿真试验作为稳控系统的测试手段具有其优越性的特点：

a.所采用的试验数据与稳控系统的策略制定采用的数据源保持一致，充分利用现有的电力系统仿真计算技术的成果，不受系统规模、故障类型的限制，不需对目标电网进行任何简化、等值处理。

b.试验过程简单，试验仪携带轻便，可应用于稳控系统的研发测试、出厂验收测试、现场调试测试、定期检修测试全过程。

c.可验证大规模电网的复杂策略，且试验成本较低。支持下载稳控策略，实现闭环的稳控策略测试。

d.可将PMU或现场稳控装置的录波数据在稳控系统上进行故障现场模拟，便于分析问题，查找程序缺陷。

（2）规范稳控系统的测试项目及试验流程，将试验过程中可能存在问题的环节一一排除。

（3）不断使用新的试验手段全面验证的装置逻辑。比如直流极闭锁判别测试等电气量与开关量时序配合关系要求较高的试验项目，宜采用RTDS进行验证测试，检验稳控装置与极控系统接口以及直流极闭锁后系统运行情况，确保稳控系统可靠判别极闭锁故障[3]。

（4）测试项目增加各站采集线路（机组）功率方向、大小以及传送相关厂站正确性；需增加在各种异常条件下稳控装置的闭锁条件及策略执行情况；严格执行通道抗干扰试验。

   （5）强化稳控系统联调的组织措施

稳控系统的调试及联合调试，时间紧迫，任务量大，涉及多厂站间协调配合，涉及人员多、地域广，实施过程中某个环节稍有疏漏，都会给电网的安全运行带来隐患[2]。为全面、系统的校核稳控系统能否按照既定的策略表实施正确控制，验证稳控装置中的策略搜索匹配软件流程是否正确、逻辑是否严密，尽可能消除装置（系统）存在的缺陷，提高效率。

3 新型试验方法在南方电网稳控系统

中的应用

随着±800kV云广直流的投产，南方电网西电东送的容量进一步提升，电网的安全稳定问题日益突出。该系统是目前国内同时也是世界规模最大、最复杂的交直流混联稳控系统。

   南方电网稳控装置涉及生产厂家多，型号多，控制策略复杂，涉及交流故障和直流故障的控制，且系统结构方式变化快，稳控系统的升级测试任务较重。在南方电网稳控系统的出厂试验、验收、现场联调等过程中，我们使用了电力系统动态整组仿真测试方法，此方法能真实的模拟直流闭锁后系统的各种工况，能方便地对稳控系统进行全面测试，为稳控系统的正确性、可靠性提供了强有力的支持。目前该试验方法在南方电网稳控测试中得到了广泛地应用。

4 结论

稳控系统在电网安全稳定运行过程中承担着重要的工作，每年稳控系统都会因为系统运行方式的改变，而需要进行大量的稳控系统的策略计算，稳控装置的升级、改造，现场调试等工作。本文阐述了目前稳控系统中常用的试验方法，测试现状及存在问题，提出了一种新型的稳控测试方法，并在南方电网中得到了积极地应用，对于今后稳控系统的规范化测试及管理具有积极的意义。

参考文献

[1]孙光辉.区域稳定控制中若干技术问题[J].电力系统自动化，1999，23(3)：4-7．

[2]刘志，雷为民，任祖怡等.京津南部电网区域安全稳定控制系统的研究和实施.中国电机工程学报，2007，27（22）：51-56.

[3]任祖怡，左洪波，吴小辰，等. 用于安全稳定控制的高压直流极闭锁判据.电力系统自动化,2007,31（10）:41-44.

[4]王亮，王新宝，等. 基于故障场景的区域电网安全稳定控制系统测试方法.电力系统自动化,2007,31（18）:39-42.

 

作者简介：刘志(1977.7-)，男，汉族，广西南宁，本科，工程师，研究方向：继电保护和电网安全稳定控制系统的研究和管理