[發(fā)明專利]大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置通用輔助測(cè)試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110364813.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102508159A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志華;黃青松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G05B17/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置通用輔助測(cè)試系統(tǒng)，尤其是能對(duì)大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的有效性、輸出功率調(diào)節(jié)能力、響應(yīng)性能進(jìn)行測(cè)試。

背景技術(shù)

大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的性能測(cè)試一般分兩部分：空載測(cè)試，滿負(fù)荷測(cè)試。空載測(cè)試相對(duì)簡(jiǎn)單，但滿負(fù)荷測(cè)試卻相對(duì)困難。因?yàn)楹茈y找到與機(jī)組額定功率相當(dāng)?shù)墓铝⒇?fù)荷，讓機(jī)組接入，得到負(fù)荷變化引起頻率變化的測(cè)試環(huán)境，用來(lái)測(cè)試機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的性能。目前獲得系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的方法主要兩種：一種是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字在線仿真來(lái)確定自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的性能；在仿真前，參數(shù)的確定一般都需要較為準(zhǔn)確的過(guò)水通道、氣道、原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的模型，用優(yōu)化的專門軟件計(jì)算的。但是，真實(shí)電廠有時(shí)與數(shù)學(xué)模型不同，數(shù)據(jù)可能存在誤差，并且設(shè)備在其壽命期間經(jīng)受著偶然事故和改進(jìn)，因此在某些情況下，數(shù)字計(jì)算的質(zhì)量相對(duì)地表現(xiàn)出不足。要想通過(guò)仿真的方法準(zhǔn)確地了解大型發(fā)電機(jī)組在額定功率下，自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際調(diào)節(jié)過(guò)程，并得到定量的結(jié)論是十分困難的；第二種方法是通過(guò)將系統(tǒng)接入小型的孤立電網(wǎng)，利用孤立電網(wǎng)中負(fù)荷的變化來(lái)測(cè)試自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的性能。然而，隨著用電質(zhì)量及可靠性要求的提高，發(fā)電電廠附近的電力網(wǎng)都紛紛接入大電網(wǎng)。小型的、特別是與發(fā)電機(jī)組容量相當(dāng)?shù)墓铝㈦娋W(wǎng)越來(lái)越少。在實(shí)際測(cè)試中尋找合適的小型的孤立電網(wǎng)是非常困難的。另一種想法是將帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的發(fā)電機(jī)組直接接入大電網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，但是，因?yàn)橐坏┌l(fā)電機(jī)組接入大型電力網(wǎng)，其頻率將受到電力網(wǎng)的強(qiáng)力牽制。所以只能測(cè)試發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置小范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)性能。難以獲得發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的較大范圍的動(dòng)態(tài)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有的上述幾種測(cè)試方法的不足，提供一種基于大電網(wǎng)新型的發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置輔助測(cè)試系統(tǒng)，該裝置在不需要孤立電網(wǎng)條件下，不僅能通過(guò)大電網(wǎng)有效地吸收發(fā)電機(jī)組的有功功率、避免其頻率的調(diào)節(jié)受到電力網(wǎng)的強(qiáng)力牽制，而且能夠測(cè)試發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置較大范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)性能。與此同時(shí)，由于輔助仿真測(cè)試系統(tǒng)的模型系統(tǒng)可重新設(shè)置，所以系統(tǒng)能夠適應(yīng)水輪發(fā)電機(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組等多種機(jī)組的測(cè)試。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置通用輔助測(cè)試系統(tǒng)，包括功率信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器模塊、第一頻率信號(hào)輸出模塊、輸出調(diào)理模塊、第二頻率信號(hào)輸出模塊、頻率捕獲模塊、機(jī)組模型及負(fù)荷擾動(dòng)模型存儲(chǔ)模塊、負(fù)荷功率擾動(dòng)顯示及設(shè)置人機(jī)接口和通信模塊，功率信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端串接A/D轉(zhuǎn)換模塊后接微處理器模塊的輸入端，第二頻率信號(hào)輸出模塊的輸出端串接頻率捕獲模塊后接微處理器模塊的輸入端，微處理器模塊的輸出端依次串接第一頻率信號(hào)輸出模塊、輸出調(diào)理模塊，機(jī)組模型及負(fù)荷擾動(dòng)模型存儲(chǔ)模塊、負(fù)荷功率擾動(dòng)顯示及設(shè)置人機(jī)接口和通信模塊分別與微處理器模塊雙向通信。

微處理器模塊由數(shù)字信號(hào)處理模塊和電網(wǎng)負(fù)荷模型擾動(dòng)及機(jī)組模型仿真頻率計(jì)算模塊構(gòu)成。

大型發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置通用輔助測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，將被測(cè)試的機(jī)組接入大電網(wǎng)，在機(jī)組閉環(huán)調(diào)節(jié)裝置的頻率反饋回路中，插入頻率隨輸出功率變化的模型，模擬機(jī)組帶載時(shí)頻率隨機(jī)組輸出功率變化的規(guī)律；模擬機(jī)組帶載時(shí)頻率變化，機(jī)組模型及參數(shù)可重置，可選擇負(fù)荷變化模型，可實(shí)現(xiàn)頻率階躍變化，簡(jiǎn)單通用的接口電路；模擬機(jī)組帶載時(shí)頻率變化是指系統(tǒng)在將發(fā)電機(jī)組的輸出有功功率輸出到大電網(wǎng)的同時(shí)，模擬發(fā)電機(jī)組在負(fù)荷擾動(dòng)作用下頻率隨輸出功率變化而變化，從而便于發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的性能測(cè)試；機(jī)組模型及參數(shù)可重置是指系統(tǒng)的機(jī)組模型可重新設(shè)置，保證系統(tǒng)可用于不同大型機(jī)組測(cè)試，其模型參數(shù)及模型表達(dá)式用差分文本方式表達(dá)，可重新裝入并解釋執(zhí)行，系統(tǒng)在脫機(jī)狀態(tài)，通過(guò)串行口將模型的表達(dá)式裝入系統(tǒng)非易失存儲(chǔ)器，系統(tǒng)復(fù)位后能自動(dòng)裝入存儲(chǔ)的表達(dá)式及參數(shù)，解釋并運(yùn)行模型；權(quán)屬特征可選擇負(fù)荷變化模型是指系統(tǒng)預(yù)設(shè)兩種負(fù)荷變化模型，系統(tǒng)可根據(jù)測(cè)試要求選擇模型并設(shè)置參數(shù)；可實(shí)現(xiàn)頻率階躍變化是指系統(tǒng)為適應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)幅值可調(diào)的頻率階躍變化；簡(jiǎn)單通用的接口電路是指用一個(gè)差分放大器，兩個(gè)6位開(kāi)關(guān)，6各電位器及參考電壓實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0-5v，0-10v，0-20v，+-5v，+-10v，0-10mA，0-20mA，+-5mA，+-10mA，4-20mA功率互感器接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通用性。