?1 同期合閘
??????? 1.1概要說(shuō)明
??????? 同期合閘是變電站中經(jīng)常遇到的操作，對(duì)減小沖擊，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用。同期的條件有三點(diǎn)：頻差、壓差、角差合格[1]。
??????? 同期要求為安全、準(zhǔn)確、快速。三個(gè)條件中安全最重要，同期裝置必須有完善的閉鎖功能，寧拒動(dòng)不誤動(dòng)。對(duì)差頻同期，在系統(tǒng)角差為0時(shí)合閘，對(duì)系統(tǒng)的沖擊最?。浑姀S中作為發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)，快速性也很重要，捕捉第一次0角度合閘可以節(jié)省大量能源。
??????? 1.2 環(huán)網(wǎng)并列與差頻同期
??????? 差頻同期是指兩個(gè)沒(méi)有電氣聯(lián)系的兩個(gè)系統(tǒng)的并列，包括發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)及兩個(gè)無(wú)聯(lián)系電網(wǎng)的并列；兩側(cè)的頻率不同，有可能捕捉到0角度合閘時(shí)機(jī)。環(huán)網(wǎng)并列是指兩個(gè)本已有電氣聯(lián)接的系統(tǒng)，再在該點(diǎn)增加一個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；兩側(cè)頻率相同，相角差即為系統(tǒng)在這兩點(diǎn)之間的功角，該角度在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼柏?fù)荷沒(méi)有大變動(dòng)時(shí)基本保持不變。
??????? 國(guó)內(nèi)有的稱之為檢同期與捕捉同期，有的稱之檢同期與準(zhǔn)同期，有的叫同頻同期與差頻同期。兩個(gè)系統(tǒng)若頻率相差在測(cè)量誤差范圍內(nèi)，是同頻，但卻不能按同網(wǎng)來(lái)同期，為了物理概念上的清晰，本文定義這兩種方式為環(huán)網(wǎng)并列與差頻同期。
??????? 差頻同期的目標(biāo)是捕捉第一次的零相角差時(shí)機(jī)合閘，即自動(dòng)準(zhǔn)同期；環(huán)網(wǎng)并列相角差為兩端的功角，僅是一個(gè)壓差和功角的閉鎖功能。
??????? 1.3 同期遙控方式及自適應(yīng)識(shí)別
??????? 環(huán)網(wǎng)并列和差頻同期的要求不同。裝置雖然可以自適應(yīng)地判斷出是同頻還是差頻，但對(duì)頻差很小的系統(tǒng)，這樣作意味著犧牲一些時(shí)間來(lái)判斷，會(huì)對(duì)合閘的時(shí)機(jī)帶來(lái)延誤。而調(diào)度員是了解系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)的，知道欲合閘的斷路器是處于同頻還是差頻同期的位置，在發(fā)命令的時(shí)候即區(qū)分開(kāi)同頻同期、差頻同期、遙控合閘命令會(huì)更好。裝置的自動(dòng)識(shí)別功能，是指在合閘命令下發(fā)后，自動(dòng)判斷是差頻、同頻還是無(wú)壓狀態(tài)，并由不同的約束條件進(jìn)行操作。
??????? 1.4 合閘導(dǎo)前時(shí)間的計(jì)算
??????? 裝置出口到斷路器合上閘的動(dòng)作時(shí)間。它的準(zhǔn)確獲得直接關(guān)系到同期點(diǎn)角差的準(zhǔn)確性。常規(guī)方法是通過(guò)開(kāi)入量的方式，即通過(guò)接入斷路器的輔助接點(diǎn)，來(lái)計(jì)算發(fā)出合閘令到該信號(hào)變位的時(shí)間。該方法思路直接，容易實(shí)現(xiàn)；但問(wèn)題是當(dāng)斷路器合上電流的時(shí)刻與輔助接點(diǎn)變位不一致的時(shí)差會(huì)引入誤差，另外要接點(diǎn)抖動(dòng)也影響精度。
??????? 本文提出一種模擬量檢測(cè)導(dǎo)前時(shí)間的方法，即用電流的從無(wú)到有的檢測(cè)。若采樣裝置采樣速率能達(dá)到64點(diǎn)/周波（DF1700模塊采樣速率），則時(shí)間分辨率約為0.3毫秒，可以滿足要求。這種方法要求引入電流的檢測(cè)，分布式的同期系統(tǒng)一般是將同期功能融合在斷路器的測(cè)控單元中，能滿足這種要求。該方法物理概念更為清晰：從無(wú)流變?yōu)橛辛鳎ǘ皇禽o助接點(diǎn)變位）時(shí)，才算真正合閘成功。 1.5同期算法
??????? 同期是一項(xiàng)可靠性要求極高的操作。誤動(dòng)時(shí)的大角度合閘會(huì)給發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)帶來(lái)很大的沖擊，降低發(fā)電機(jī)的使用壽命，或是帶來(lái)系統(tǒng)的振蕩及解列。而延誤第一次最佳同期時(shí)期也是要盡量防止的。因此必須考慮高可靠性、高精度、多級(jí)閉鎖、快速的控制算法與措施。
??????? 從裝置可靠性上考慮，有的廠家采用雙微機(jī)控制的方式，是一種好的思路。也可用硬件上的其它方法。算法上多重化計(jì)算及閉鎖也很重要。
??????? 計(jì)算方法大體有兩種，一是硬件整形脈沖比相的方法，一是通過(guò)采樣點(diǎn)比較幅值和相位的方法。兩種方法各有利弊，互相配合能產(chǎn)生完善而穩(wěn)定的效果。
??????? 常規(guī)采用的通過(guò)實(shí)時(shí)采樣點(diǎn)作幅值矢量差來(lái)推算相角差的方法有如下3個(gè)原理性缺陷：1、兩路輸出幅值不同時(shí)，直接計(jì)算誤差大；2、因?yàn)閮陕冯妷旱念l率不同，同步采樣點(diǎn)的差并不是實(shí)際幅值的差，原理上有誤差；3、分析一下下面公式，
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??????? 上式第一項(xiàng)是兩個(gè)電壓波形直接疊減后的波形包絡(luò)線，常規(guī)算法就是對(duì)該項(xiàng)的預(yù)測(cè)。由上式可清楚看出其是按正弦波形變化的，不是線性預(yù)測(cè)。大頻差時(shí)預(yù)測(cè)算法會(huì)帶來(lái)誤差。
??????? 采用直接計(jì)算相角差的方法可以叫做直接法，頻差固定時(shí)，相角差的變化是線性的，預(yù)測(cè)容易的多，也更加準(zhǔn)確。預(yù)測(cè)算法采用最小二乘法抗干擾性能會(huì)大大提高。測(cè)點(diǎn)間距、擬和數(shù)據(jù)窗的推移等都需要根據(jù)實(shí)際情況確定。另外對(duì)與調(diào)幅、調(diào)頻同時(shí)進(jìn)行的發(fā)電機(jī)并網(wǎng)同期，其預(yù)測(cè)算法就是一個(gè)二階甚至更高階的問(wèn)題，要采用微分、積分等算法。
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??????? 2 電壓無(wú)功綜合自動(dòng)控制
??????? 2.1 VQC控制特性及控制模式的思考
??????? 相對(duì)于同期合閘，VQC則是一個(gè)時(shí)刻運(yùn)行的、以整個(gè)變電站為對(duì)象的、相對(duì)慢速的一個(gè)控制系統(tǒng)。其控制策略復(fù)雜，對(duì)出口的實(shí)時(shí)性要求不高，但對(duì)閉鎖的響應(yīng)要求快速、完備。
??????? 現(xiàn)有站內(nèi)VQC實(shí)現(xiàn)方式基本有3種：后臺(tái)軟件VQC、主控單元網(wǎng)絡(luò)VQC、獨(dú)立硬件的VQC[2]。