1同期合閘
　　1.1概要說明

　　同期合閘是變電站中經常碰到的操作，對減小沖擊，提高系統穩定性具有重要作用。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，在系統角差為0時合閘，對系統的沖擊最小；電廠中作為發電機的并網，快速性也很重要，捕捉第一次0角度合閘可以節省大量能源。

　　1.2環網并列與差頻同期

　　差頻同期是指兩個沒有電氣聯系的兩個系統的并列，包括發電機的并網及兩個無聯系電網的并列；兩側的頻率不同，有可能捕捉到0角度合閘時機。環網并列是指兩個本已有電氣聯接的系統，再在該點增加一個聯絡開關；兩側頻率相同，相角差即為系統在這兩點之間的功角，該角度在網絡拓撲及負荷沒有大變動時基本保持不變。

　　國內有的稱之為檢同期與捕捉同期，有的稱之檢同期與準同期，有的叫同頻同期與差頻同期。兩個系統若頻率相差在測量誤差范圍內，是同頻，但卻不能按同網來同期，為了物理概念上的清楚，本文定義這兩種方式為環網并列與差頻同期。

　　差頻同期的目標是捕捉第一次的零相角差時機合閘，即自動準同期；環網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識別

　　環網并列和差頻同期的要求不同。裝置雖然可以自適應地判定出是同頻還是差頻，但對頻差很小的系統，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。而調度員是了解系統的運行結構的，知道欲合閘的斷路器是處于同頻還是差頻同期的位置，在發命令的時候即區分開同頻同期、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后，自動判定是差頻、同頻還是無壓狀態，并由不同的約束條件進行操作。

1.4合閘導前時間的計算

　　裝置出口到斷路器合上閘的動作時間。它的準確獲得直接關系到同期點角差的準確性。常規方法是通過開入量的方式，即通過接入斷路器的輔助接點，來計算發出合閘令到該信號變位的時間。該方法思路直接，輕易實現；但問題是當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：從無流變為有流（而不是輔助接點變位）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電機及系統帶來很大的沖擊，降低發電機的使用壽命，或是帶來系統的振蕩及解列。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，互相配合能產生完善而穩定的效果。

　　常規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線，常規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、擬和數據窗的推移等都需要根據實際情況確定。另外對與調幅、調頻同時進行的發電機并網同期，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。其控制策略復雜，對出口的實時性要求不高，但對閉鎖的響應要求快速、完備。

　　現有站內VQC實現方式基本有3種：后臺軟件VQC、主控單元網絡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控主機中，通過間隔層的測控單元獲取數據，微機中VQC軟件根據實時數據判定并發控制命令，由相應測控單元執行。優點是人機界面友好，方便調試和維護。

　　主控單元網絡VQC系統：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。優點網絡數據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，維護和設置不會太輕松。

　　獨立硬件VQC系統：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。但問題是需要重復鋪設大量的電纜，信號重復采集。

　　現在的問題是：用戶選擇時，既覺得獨立硬件的VQC系統造價高、多拉電纜，又擔心網絡型VQC產品的可靠性：VQC對對閉鎖的速度要求高。網絡型VQC的問題是，當發出控制出口命令后，這時發生可主變保護或電容器保護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，對后臺發來的控制命令不是即刻執行，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。