李興建，夏彥輝，陳松林，任祖怡，沈全榮，王言國(guó)

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，新型元件不斷涌現(xiàn)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，運(yùn)行方式靈活多變，系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題日益突出。作為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二、三道防線和提高電網(wǎng)輸送能力的重要手段，區(qū)域安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。一方面，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障情況下，穩(wěn)定控制系統(tǒng)的可靠正確動(dòng)作可降低故障給電力系統(tǒng)造成的損失，使電力系統(tǒng)恢復(fù)安全穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，穩(wěn)定控制系統(tǒng)的誤動(dòng)或拒動(dòng)，輕則擴(kuò)大事故影響，造成不必要的損失，重則對(duì)電力系統(tǒng)造成災(zāi)難性破壞。

穩(wěn)定控制系統(tǒng)的高度復(fù)雜性對(duì)其測(cè)試工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

a.區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)所涉及的設(shè)備較多，且地理位置分散，多個(gè)廠站的穩(wěn)定控制裝置構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，配合工作共同實(shí)現(xiàn)區(qū)域穩(wěn)定控制的功能，如南方電網(wǎng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)橫跨廣東、廣西、云南、貴州、海南五省，涉及廠站達(dá)數(shù)百個(gè)之多。要對(duì)如此龐大的系統(tǒng)進(jìn)行一次完整的系統(tǒng)測(cè)試，其工作量和難度都非常大，而且系統(tǒng)測(cè)試時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式的真實(shí)模擬要求較高，常規(guī)的測(cè)試手段很難滿足測(cè)試要求。

b.大規(guī)模電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制策略一般比較復(fù)雜，采用的穩(wěn)定控制裝置來(lái)自不同的廠家，型號(hào)多種多樣，不同廠家的測(cè)試方法和手段也各不相同。因此當(dāng)前的系統(tǒng)測(cè)試大多采用分層、分級(jí)局部測(cè)試的方法，整個(gè)系統(tǒng)的全面測(cè)試較難實(shí)現(xiàn)。

c.在穩(wěn)定控制裝置的開(kāi)發(fā)和出廠驗(yàn)收測(cè)試過(guò)程中，為了保證軟件邏輯的嚴(yán)密性，必須搭建與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況盡量接近的測(cè)試平臺(tái)，這也是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，用現(xiàn)有的測(cè)試手段實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。

因此，本文研制了新型的分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)，旨在為現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)級(jí)聯(lián)調(diào)測(cè)試提供手段，以對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)進(jìn)行有效、可靠、完整的系統(tǒng)測(cè)試，將裝置的軟、硬件缺陷盡早地暴露出來(lái)，避免給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患，并簡(jiǎn)化測(cè)試人員的工作。

目前，穩(wěn)定控制系統(tǒng)測(cè)試的方法主要有：用測(cè)試儀模擬故障強(qiáng)相關(guān)元件，針對(duì)單個(gè)穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行策略驗(yàn)證測(cè)試；動(dòng)模試驗(yàn)；利用RTDS進(jìn)行電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真試驗(yàn)。

上述3種方法中，第1種方法僅能對(duì)單臺(tái)裝置進(jìn)行測(cè)試，顯然無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于系統(tǒng)及邏輯策略驗(yàn)證的需求。第2種方法試驗(yàn)效率較低，試驗(yàn)成本太大，只限于穩(wěn)定控制裝置研發(fā)和出廠驗(yàn)收階段，無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行測(cè)試。第3種方法可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)閉環(huán)試驗(yàn)，但是，限于計(jì)算節(jié)點(diǎn)的配置，大規(guī)模電力系統(tǒng)往往需要等值簡(jiǎn)化后才能進(jìn)行仿真，需要測(cè)試人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)和RTDS有高度了解。另外，RTDS試驗(yàn)也只限于穩(wěn)定控制裝置研發(fā)和出廠驗(yàn)收階段，無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行測(cè)試。本測(cè)試系統(tǒng)提供的測(cè)試方法并沒(méi)有追求達(dá)到RTDS的實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)試的效果，旨在為現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)級(jí)別的穩(wěn)定控制系統(tǒng)的策略驗(yàn)證、邏輯判斷提供簡(jiǎn)便易行的方法，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中受到了廣泛的好評(píng)。

1 新型分布式區(qū)域穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)

目前，電力系統(tǒng)分析計(jì)算軟件已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，可計(jì)算的系統(tǒng)規(guī)模也越來(lái)越大，可模擬幾千個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)；能夠模擬的元件種類也很多，如換流變壓器、SVC、SVG、TCSC等各種電力電子設(shè)備，還可模擬變壓器的內(nèi)部故障、勵(lì)磁涌流、電流互感器飽和及電壓互感器斷線的暫態(tài)過(guò)程等，并且其仿真的正確性已經(jīng)得到了公認(rèn)。本文利用BPA、PSASP、PSCAD等電力系統(tǒng)分析計(jì)算程序的強(qiáng)大功能來(lái)構(gòu)造分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)。

分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其設(shè)計(jì)方案和工作原理如下：通過(guò)仿真后臺(tái)的仿真軟件對(duì)所涉及的電力系統(tǒng)進(jìn)行故障仿真，故障仿真的數(shù)據(jù)通過(guò)仿真測(cè)試裝置執(zhí)行輸出，仿真測(cè)試裝置通過(guò)GPS裝置保證輸出的嚴(yán)格同步，從而將仿真的系統(tǒng)故障同步輸入到各安裝處的穩(wěn)定控制裝置，檢驗(yàn)系統(tǒng)故障時(shí)各穩(wěn)定控制裝置的邏輯策略、動(dòng)作情況等。整個(gè)系統(tǒng)包括仿真后臺(tái)、HELP2000穩(wěn)定控制仿真測(cè)試裝置（以下簡(jiǎn)稱HELP2000）和外部GPS時(shí)鐘源3個(gè)部分。

1.1 仿真后臺(tái)

采用通用的PC機(jī)或者工作站，安裝BPA、PSASP、PSCAD等仿真軟件，能夠根據(jù)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)電力系統(tǒng)的各種故障進(jìn)行仿真，得到穩(wěn)定控制裝置所需的二次側(cè)電流、電壓量，通過(guò)程序?qū)@些電流、電壓數(shù)字值進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)镠ELP2000所需的數(shù)字量。通常BPA等軟件的輸出都是幅值、頻率、相角信息，且間隔一定的時(shí)間（幾十至幾百毫秒）輸出一個(gè)點(diǎn)，HELP2000根據(jù)BPA等軟件中輸出的點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，定時(shí)實(shí)時(shí)計(jì)算故障模擬量，計(jì)算公式為：

其中，A 為幅值；ω=2πf，f為頻率；t為定時(shí)的間隔；φ為相角。每周期輸出200點(diǎn)的故障數(shù)據(jù)（可以根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的要求輸出更多點(diǎn)），該數(shù)據(jù)通過(guò)DA轉(zhuǎn)換變成交流模擬量信號(hào)，從而保證了故障過(guò)程中的暫態(tài)特性，滿足穩(wěn)定控制裝置的系統(tǒng)測(cè)試要求。如果數(shù)據(jù)來(lái)源于PMU等錄波數(shù)據(jù)，將根據(jù)錄波點(diǎn)數(shù)的不同，采用拉格朗日插值將每周期的數(shù)據(jù)插值到每周期200點(diǎn)。

仿真后臺(tái)的控制軟件也可來(lái)自PMU或者穩(wěn)定控制裝置的COMTRADE格式的錄波數(shù)據(jù)，裝載到HELP2000后，再現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)的故障，驗(yàn)證穩(wěn)定控制裝置的控制策略，分析動(dòng)作邏輯。PMU錄波、現(xiàn)場(chǎng)裝置錄波數(shù)據(jù)用來(lái)測(cè)試穩(wěn)定控制系統(tǒng)邏輯功能是非常有意義的，即使整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和運(yùn)行方式發(fā)生大的改變，可能過(guò)一段時(shí)間也會(huì)恢復(fù)原樣，而穩(wěn)定控制系統(tǒng)對(duì)歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的運(yùn)行方式也需正確響應(yīng)，因此該方法的實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中具有很重要的意義。

仿真后臺(tái)采用跨平臺(tái)Qt設(shè)計(jì)方案，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式對(duì)HELP2000和穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行分類管理控制。該仿真后臺(tái)集成了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，將穩(wěn)定控制裝置納入到仿真測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，在系統(tǒng)仿真試驗(yàn)的過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)控穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作情況，根據(jù)穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作情況動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，形成準(zhǔn)實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)受限于計(jì)算機(jī)和BPA等仿真軟件的計(jì)算實(shí)時(shí)性，實(shí)際上是預(yù)先通過(guò)BPA仿真了穩(wěn)定控制系統(tǒng)動(dòng)作的各種情況，將各種仿真的數(shù)據(jù)（稱之為故障狀態(tài)模型）預(yù)先下載到HELP2000中，HELP2000在輸出的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作接點(diǎn)情況，然后根據(jù)動(dòng)作的不同調(diào)用不同的故障狀態(tài)模型進(jìn)行輸出，因而并不是嚴(yán)格意義上的閉環(huán)仿真，只能稱之為準(zhǔn)實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真。如果能將BPA等軟件的模型算法放在測(cè)試裝置中實(shí)時(shí)計(jì)算，并根據(jù)反饋接點(diǎn)調(diào)整算法，進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換輸出，才是嚴(yán)格意義上的閉環(huán)仿真，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)受軟硬件水平限制，并從工程實(shí)際考慮，采用了文中所述的方法。

試驗(yàn)過(guò)程中，分布在各個(gè)變電站的HELP2000接入到統(tǒng)一的GPS對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中，各臺(tái)HELP2000的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)嚴(yán)格同步；HELP2000內(nèi)部板卡將對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)時(shí)信號(hào)精確解碼，并轉(zhuǎn)化為內(nèi)部對(duì)時(shí)脈沖，保證內(nèi)部板卡的步調(diào)嚴(yán)格一致；試驗(yàn)時(shí)各臺(tái)HELP2000通過(guò)定時(shí)，在同一時(shí)間觸發(fā)故障，后續(xù)各臺(tái)HELP2000根據(jù)各自對(duì)接的穩(wěn)定控制裝置的反饋情況觸發(fā)不同的故障狀態(tài)。外部GPS對(duì)時(shí)和內(nèi)部根據(jù)GPS信號(hào)解碼的秒脈沖，保證了分布在各個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)所的HELP2000的協(xié)調(diào)工作和輸出故障信號(hào)的同步。

圖1 分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of distributed simulation&test system for stability control

試驗(yàn)時(shí)，預(yù)設(shè)的故障狀態(tài)如圖2所示。

圖2 HELP2000故障狀態(tài)切換Fig.2 Fault status switching of HELP2000

仿真故障狀態(tài)1是故障運(yùn)行的主態(tài)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有符合條件的接點(diǎn)動(dòng)作，該狀態(tài)將一直運(yùn)行；狀態(tài)分支的動(dòng)作條件一般是動(dòng)作接點(diǎn)和接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間，不同的接點(diǎn)觸發(fā)不同的狀態(tài)分支，相同的接點(diǎn)在不同的動(dòng)作時(shí)間也會(huì)觸發(fā)不同的狀態(tài)分支。

試驗(yàn)時(shí)如果裝置的動(dòng)作和預(yù)設(shè)的故障狀態(tài)分支都不一致，則存在裝置動(dòng)作的動(dòng)作邏輯不對(duì)、反饋接點(diǎn)的接線出錯(cuò)、預(yù)設(shè)的狀態(tài)分支不夠完備3種情況。

此時(shí)，試驗(yàn)完畢后根據(jù)仿真后臺(tái)收集的動(dòng)作接點(diǎn)SOE報(bào)文和穩(wěn)定控制裝置動(dòng)作報(bào)文，分析是否是前2種情況，一般如果仿真準(zhǔn)備工作比較完備的話，試驗(yàn)即能驗(yàn)證穩(wěn)定控制裝置的策略和邏輯；當(dāng)然也存在第3情況，這種情況下只能重新分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加故障情形，重新進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)束后，系統(tǒng)根據(jù)穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作報(bào)文、接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間，以及HELP2000輸出故障的時(shí)刻，形成整組動(dòng)作測(cè)試；另外還會(huì)形成完整的報(bào)告，并自動(dòng)存檔，供用戶查閱。

1.2 HELP2000穩(wěn)定控制仿真測(cè)試裝置

HELP2000作為分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)故障的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與仿真后臺(tái)通過(guò)以太網(wǎng)連接，支持GPS的IRIGB、分脈沖、秒脈沖模式的對(duì)時(shí)。HELP2000作為仿真測(cè)試系統(tǒng)的重要組成部分，其功能要求包括網(wǎng)絡(luò)通信、故障計(jì)算（實(shí)時(shí)按照模型公式計(jì)算輸出BPA等軟件的故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)動(dòng)作接點(diǎn)切換故障狀態(tài)模型）、GPS對(duì)時(shí)、內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和同步等，十分復(fù)雜。故本系統(tǒng)采用了模塊化的插件式設(shè)計(jì)思路，硬件采用了POWEPC、DSP、FPGA、高速數(shù)據(jù)總線等多種解決方案，支持靈活擴(kuò)展，而軟件采用實(shí)時(shí)Linux操作系統(tǒng)，支持多線程調(diào)度，組成強(qiáng)大的軟硬件系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。各板卡均自帶CPU并分布式排列在背板高速數(shù)據(jù)總線上；主控CPU采用高性能POWERPC芯片，嵌入式實(shí)時(shí)Linux操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)調(diào)度測(cè)試項(xiàng)目的進(jìn)行，測(cè)試項(xiàng)目被主控CPU分解為與各擴(kuò)展板卡相關(guān)的任務(wù)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線下發(fā)到各擴(kuò)展板；各擴(kuò)展板卡的CPU采用高性能DSP芯片，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)故障，而對(duì)時(shí)板卡采用先進(jìn)的FPGA解決方案，對(duì)外部時(shí)鐘源進(jìn)行解碼，并從中得到精準(zhǔn)的對(duì)時(shí)脈沖，通過(guò)對(duì)時(shí)總線保證各擴(kuò)展板任務(wù)執(zhí)行的協(xié)調(diào)、一致。

圖3 HELP2000內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Internal structure of HELP2000

1.3 外部GPS時(shí)鐘源

將分布在同一廠站不同位置以及不同廠站（如圖1中的甲地和乙地）的HELP2000和穩(wěn)定控制裝置納入到統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)之下，HELP2000以外部時(shí)鐘源為基準(zhǔn)，從中分解出精確的內(nèi)部板卡同步脈沖，用于內(nèi)部板卡之間的同步。通過(guò)此方式不同位置的HELP2000的多塊板卡同步輸出，對(duì)擴(kuò)展區(qū)域的穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行同步測(cè)試，解決了區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)所涉及的設(shè)備較多、地理位置分散的難題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試。

2 新型區(qū)域穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程

a.設(shè)定目標(biāo)電網(wǎng)的故障情形，由BPA、PSASP、PSCAD等軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，以設(shè)定的時(shí)間步長(zhǎng)輸出指定元件的狀態(tài)量的振蕩波形數(shù)據(jù)。

b.利用仿真后臺(tái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具將BPA、PSASP、PSCAD等軟件的仿真計(jì)算結(jié)果、PMU錄波數(shù)據(jù)、穩(wěn)定控制裝置現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)獲得的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出為HELP2000支持的數(shù)據(jù)格式。

c.將HELP2000的模擬量、開(kāi)關(guān)量輸出連接至對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定控制裝置，將穩(wěn)定控制裝置的輸出接點(diǎn)反饋至HELP2000。

d.通過(guò)穩(wěn)定控制仿真測(cè)試軟件平臺(tái)將電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加載于分布在各處的HELP2000，精確定時(shí)同步輸出系統(tǒng)故障，如圖 4所示。

圖4 精確定時(shí)同步輸出故障Fig.4 Accurate timing and synchronous output of fault data

e.實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)仿真試驗(yàn)的全過(guò)程，獲取并校核穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作報(bào)文，檢查策略執(zhí)行結(jié)果，形成完整的系統(tǒng)試驗(yàn)報(bào)告。

整個(gè)仿真過(guò)程如圖5所示。

圖5 仿真測(cè)試系統(tǒng)圖Fig.5 Simulation&test system

仿真后臺(tái)的主要工作如下：

a.調(diào)用BPA/PSASP/PSCAD等軟件根據(jù)系統(tǒng)模型進(jìn)行計(jì)算，以設(shè)定的步長(zhǎng)輸出制定元件各種動(dòng)作情況下的故障狀態(tài)數(shù)據(jù)模型；

b.處理各元件的故障狀態(tài)模型數(shù)據(jù)，與穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作情況建立關(guān)系；

c.將各種數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的報(bào)文格式，通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)下載到指定的HELP2000，并定時(shí)運(yùn)行故障。

HELP2000的主要故障如下：

a.根據(jù)公式實(shí)時(shí)計(jì)算故障數(shù)據(jù)，并進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換；

b.定時(shí)輸出并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穩(wěn)定控制裝置動(dòng)作情況，切換不同的故障狀態(tài)模型；

c.通過(guò)對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)同步系統(tǒng)時(shí)間及計(jì)算時(shí)刻，保證系統(tǒng)中各測(cè)試裝置輸出同步。

3 穩(wěn)定控制系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)用實(shí)例

本文分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)解決了當(dāng)前區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)測(cè)試工作中存在的實(shí)際問(wèn)題，在南方電網(wǎng)、新疆電網(wǎng)、大連石化電網(wǎng)等一大批實(shí)際工程中發(fā)揮了重要作用。

下面以南方電網(wǎng)高肇直流雙極閉鎖后穩(wěn)定控制系統(tǒng)執(zhí)行策略的驗(yàn)證為例說(shuō)明新型區(qū)域穩(wěn)定控制仿真測(cè)試的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，各站點(diǎn)之間的通信連接關(guān)系如圖6所示。

圖6 高肇直流雙極閉鎖策略測(cè)試Fig.6 Test of dual-pole blocking strategy for Gui-Guang HVDC system

系統(tǒng)故障時(shí)，高坡站穩(wěn)定控制裝置判斷出南方電網(wǎng)發(fā)生高肇直流雙極閉鎖故障后，高坡站穩(wěn)定控制裝置向安順站（南網(wǎng)）、青巖站（南網(wǎng)）穩(wěn)定控制裝置發(fā)切機(jī)命令，向羅洞站（南網(wǎng)）穩(wěn)定控制裝置發(fā)切負(fù)荷命令，安順站（南網(wǎng)）穩(wěn)定控制裝置將高坡站穩(wěn)定控制裝置發(fā)來(lái)的切機(jī)命令轉(zhuǎn)發(fā)至安順站（貴州）穩(wěn)定控制裝置，肇慶站穩(wěn)定控制裝置將判斷出的雙極閉鎖的開(kāi)放信號(hào)發(fā)送至青巖站（南網(wǎng)）穩(wěn)定控制裝置。

系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，在圖6所示的6個(gè)接入站點(diǎn)中各配1臺(tái) HELP20000，6臺(tái) HELP2000通過(guò) GPS裝置實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)同步，每臺(tái)HELP2000分別模擬高肇直流雙極閉鎖故障時(shí)各個(gè)接入點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)仿真了整個(gè)故障過(guò)程，試驗(yàn)過(guò)程中所有穩(wěn)定控制裝置均正確動(dòng)作，驗(yàn)證了穩(wěn)定控制策略與定值的正確性與合理性，為系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供了保障。

4 分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足

分布式穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)如下。

a.與穩(wěn)定控制系統(tǒng)的策略制定采用的數(shù)據(jù)源保持一致，充分利用現(xiàn)有的電力系統(tǒng)仿真計(jì)算技術(shù)的成果，不受系統(tǒng)規(guī)模、故障類型的限制，不需對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)進(jìn)行任何簡(jiǎn)化、等值處理，可驗(yàn)證大規(guī)模電網(wǎng)的復(fù)雜策略，符合運(yùn)行方式人員的日常工作習(xí)慣，且試驗(yàn)成本較低。

b.試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研發(fā)測(cè)試、出廠驗(yàn)收測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試測(cè)試、定期檢修測(cè)試全過(guò)程；功能強(qiáng)大、界面友好的仿真軟件將各種類型的故障數(shù)據(jù)處理完畢后，可存貯成各種故障菜單，既可用于系統(tǒng)級(jí)別的跨區(qū)域策略測(cè)試，也可進(jìn)行單臺(tái)穩(wěn)定控制裝置的研發(fā)測(cè)試、生產(chǎn)調(diào)試，靈活方便；可將PMU或現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定控制裝置的錄波數(shù)據(jù)在穩(wěn)定控制系統(tǒng)上進(jìn)行故障現(xiàn)場(chǎng)模擬，便于分析問(wèn)題。

c.穩(wěn)定控制仿真測(cè)試裝置HELP2000便攜、可擴(kuò)展，支持分布式部署，其輸出的模擬量經(jīng)過(guò)功率放大后，可加載于穩(wěn)定控制裝置的交流采樣模塊，構(gòu)建多廠家穩(wěn)定控制裝置構(gòu)成的穩(wěn)定控制系統(tǒng)統(tǒng)一測(cè)試平臺(tái)；同時(shí)穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)提供COMTRADE格式的系統(tǒng)振蕩數(shù)據(jù)，可與其他測(cè)試儀（如博電、昂立）基于GPS對(duì)時(shí)，構(gòu)建統(tǒng)一測(cè)試平臺(tái)。

d.穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)和穩(wěn)定控制裝置組成閉環(huán)系統(tǒng)，并處于同一GPS網(wǎng)絡(luò)之中，具有統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)，根據(jù)穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作接點(diǎn)和動(dòng)作報(bào)文，結(jié)合可控的故障時(shí)刻，可以非常方便地測(cè)試穩(wěn)定控制裝置的整組動(dòng)作時(shí)間。

e.穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)離線計(jì)算各種情況下的系統(tǒng)故障，可實(shí)時(shí)根據(jù)穩(wěn)定控制裝置的動(dòng)作情況，動(dòng)態(tài)切換系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，更加符合實(shí)際情況。

f.與在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)相結(jié)合，取電力系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定控制裝置的策略研究和功能測(cè)試，可用來(lái)測(cè)試在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)刷新的策略表，如圖7所示。

圖7 新型區(qū)域穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)與在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)的結(jié)合Fig.7 Integration of simulation&test system for regional stability control and online stability control system

穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)也存在一些不足，其所采用的閉環(huán)控制策略僅僅是對(duì)各種故障情形作了預(yù)設(shè)，根據(jù)裝置的動(dòng)作調(diào)取不同的故障進(jìn)行輸出，并沒(méi)有根據(jù)裝置的動(dòng)作情況，實(shí)時(shí)反饋給故障仿真軟件，重新仿真系統(tǒng)故障，因此并不是一種實(shí)時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)，而僅僅是一種離線閉環(huán)系統(tǒng)。針對(duì)這些不足，將在后續(xù)的工作中結(jié)合實(shí)際的情況，給出更好的解決思路。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在充分研究當(dāng)前區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)測(cè)試工作中存在的實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了新型分布式區(qū)域穩(wěn)定控制仿真測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模跨區(qū)域電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)整組測(cè)試。工程實(shí)踐表明，該測(cè)試系統(tǒng)可方便快捷地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的全面測(cè)試，提高了測(cè)試工作的效率和自動(dòng)化程度，減輕了測(cè)試人員的工作強(qiáng)度，為確保穩(wěn)定控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行把關(guān)。

該測(cè)試系統(tǒng)具有良好的工程應(yīng)用背景和廣闊的市場(chǎng)推廣前景，對(duì)類似控制系統(tǒng)的測(cè)試裝置研發(fā)工作具有較高的參考價(jià)值和借鑒意義。