1同期合閘
　　1.1概要說明

　　同期合閘是變電站中經(jīng)常碰到的操作，對減小沖擊，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用。同期的條件有三點：頻差、壓差、角差合格[1]。

　　同期要求為安全、準(zhǔn)確、快速。三個條件中安全最重要，同期裝置必須有完善的閉鎖功能，寧拒動不誤動。對差頻同期，在系統(tǒng)角差為0時合閘，對系統(tǒng)的沖擊最小；電廠中作為發(fā)電機的并網(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

　　差頻同期是指兩個沒有電氣聯(lián)系的兩個系統(tǒng)的并列，包括發(fā)電機的并網(wǎng)及兩個無聯(lián)系電網(wǎng)的并列；兩側(cè)的頻率不同，有可能捕捉到0角度合閘時機。環(huán)網(wǎng)并列是指兩個本已有電氣聯(lián)接的系統(tǒng)，再在該點增加一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)；兩側(cè)頻率相同，相角差即為系統(tǒng)在這兩點之間的功角，該角度在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼柏?fù)荷沒有大變動時基本保持不變。

　　國內(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。兩個系統(tǒng)若頻率相差在測量誤差范圍內(nèi)，是同頻，但卻不能按同網(wǎng)來同期，為了物理概念上的清楚，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機合閘，即自動準(zhǔn)同期；環(huán)網(wǎng)并列相角差為兩端的功角，僅是一個壓差和功角的閉鎖功能。

　　1.3同期遙控方式及自適應(yīng)識別

　　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)地判定出是同頻還是差頻，但對頻差很小的系統(tǒng)，這樣作意味著犧牲一些時間來判定，會對合閘的時機帶來延誤。而調(diào)度員是了解系統(tǒng)的運行結(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)命令的時候即區(qū)分開同頻同期、差頻同期、遙控合閘命令會更好。裝置的自動識別功能，是指在合閘命令下發(fā)后，自動判定是差頻、同頻還是無壓狀態(tài)，并由不同的約束條件進(jìn)行操作。

1.4合閘導(dǎo)前時間的計算

　　裝置出口到斷路器合上閘的動作時間。它的準(zhǔn)確獲得直接關(guān)系到同期點角差的準(zhǔn)確性。常規(guī)方法是通過開入量的方式，即通過接入斷路器的輔助接點，來計算發(fā)出合閘令到該信號變位的時間。該方法思路直接，輕易實現(xiàn)；但問題是當(dāng)斷路器合上電流的時刻與輔助接點變位不一致的時差會引入誤差，另外要接點抖動也影響精度。

　　本文提出一種模擬量檢測導(dǎo)前時間的方法，即用電流的從無到有的檢測。若采樣裝置采樣速率能達(dá)到64點/周波（DF1700模塊采樣速率），則時間分辨率約為0.3毫秒，可以滿足要求。這種方法要求引入電流的檢測，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控單元中，能滿足這種要求。該方法物理概念更為清楚：從無流變?yōu)橛辛鳎ǘ皇禽o助接點變位）時，才算真正合閘成功。1.5同期算法

　　同期是一項可靠性要求極高的操作。誤動時的大角度合閘會給發(fā)電機及系統(tǒng)帶來很大的沖擊，降低發(fā)電機的使用壽命，或是帶來系統(tǒng)的振蕩及解列。而延誤第一次最佳同期時期也是要盡量防止的。因此必須考慮高可靠性、高精度、多級閉鎖、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。算法上多重化計算及閉鎖也很重要。

　　計算方法大體有兩種，一是硬件整形脈沖比相的方法，一是通過采樣點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)采用的通過實時采樣點作幅值矢量差來推算相角差的方法有如下3個原理性缺陷：1、兩路輸出幅值不同時，直接計算誤差大；2、因為兩路電壓的頻率不同，同步采樣點的差并不是實際幅值的差，原理上有誤差；3、分析一下下面公式，

　　上式第一項是兩個電壓波形直接疊減后的波形包絡(luò)線，常規(guī)算法就是對該項的猜測。由上式可清楚看出其是按正弦波形變化的，不是線性猜測。大頻差時猜測算法會帶來誤差。

　　采用直接計算相角差的方法可以叫做直接法，頻差固定時，相角差的變化是線性的，猜測輕易的多，也更加準(zhǔn)確。猜測算法采用最小二乘法抗干擾性能會大大提高。測點間距、擬和數(shù)據(jù)窗的推移等都需要根據(jù)實際情況確定。另外對與調(diào)幅、調(diào)頻同時進(jìn)行的發(fā)電機并網(wǎng)同期，其猜測算法就是一個二階甚至更高階的問題，要采用微分、積分等算法。

2電壓無功綜合自動控制

　　2.1VQC控制特性及控制模式的思考

　　相對于同期合閘，VQC則是一個時刻運行的、以整個變電站為對象的、相對慢速的一個控制系統(tǒng)。其控制策略復(fù)雜，對出口的實時性要求不高，但對閉鎖的響應(yīng)要求快速、完備。

　　現(xiàn)有站內(nèi)VQC實現(xiàn)方式基本有3種：后臺軟件VQC、主控單元網(wǎng)絡(luò)VQC、獨立硬件的VQC[2]。

　　后臺軟件VQC：將控制策略全部放在后臺監(jiān)控主機中，通過間隔層的測控單元獲取數(shù)據(jù)，微機中VQC軟件根據(jù)實時數(shù)據(jù)判定并發(fā)控制命令，由相應(yīng)測控單元執(zhí)行。優(yōu)點是人機界面友好，方便調(diào)試和維護(hù)。

　　主控單元網(wǎng)絡(luò)VQC系統(tǒng)：將控制核心下放到間隔層，由單獨的CPU完成，但其IO的輸入輸出仍由間隔層IO測控模塊完成。優(yōu)點網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的得到更直接了一層，閉鎖的速度較第一種方式快了一些。但界面一般較差，維護(hù)和設(shè)置不會太輕松。

　　獨立硬件VQC系統(tǒng)：不依靠其他裝置，本身溶輸入輸出與策略判定為一體。好處是閉鎖的速度最快，從閉鎖的角度講可靠性最高。但問題是需要重復(fù)鋪設(shè)大量的電纜，信號重復(fù)采集。

　　現(xiàn)在的問題是：用戶選擇時，既覺得獨立硬件的VQC系統(tǒng)造價高、多拉電纜，又擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)型VQC產(chǎn)品的可靠性：VQC對對閉鎖的速度要求高。網(wǎng)絡(luò)型VQC的問題是，當(dāng)發(fā)出控制出口命令后，這時發(fā)生可主變保護(hù)或電容器保護(hù)動作等需閉鎖的情況，無法彌補這個時間差。

　　換一個思路思考：把控制策略放在PC機中，而把閉鎖策略放在相應(yīng)的測控單元中。即后臺控制 閉鎖，間隔層閉鎖。通過軟PLC功能將需要的閉鎖條件輸入IO裝置中，對后臺發(fā)來的控制命令不是即刻執(zhí)行，而是通過自身的閉鎖邏輯檢查，出口條件滿足才能出口，這樣既保證了實時的閉鎖速度，又保證了后臺策略的豐富。