[發(fā)明專利]用于具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN104782043A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設計）人: R·努奎;陳瑤;潘久平
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本文所描述的主題涉及發(fā)電機的失步保護。尤其是，本文所描述的主題涉及用于具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)。

背景技術

在普通電力系統(tǒng)操作狀態(tài)下，電力發(fā)電機操作在所供給發(fā)電機的機械功率基本等于負載所抽取的電磁功率的狀態(tài)。當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，尤其是在連接到發(fā)電機的輸電線路上，電磁功率隨發(fā)電機的輸出端電壓減小。功率失配，即機械功率和電磁功率之間的差值，將引起轉子加速，如果不對其干預，將損壞發(fā)電機。

為了避免這種損壞，發(fā)電機具有當故障發(fā)生時使發(fā)電機離線的失步保護機制。此外，一些發(fā)電機具有在故障移除或校正后將發(fā)電機與電力系統(tǒng)再同步的再同步系統(tǒng)。然而，這些發(fā)電機中的失步保護機制和再同步系統(tǒng)之間并不協(xié)調(diào)。因此，即使再同步系統(tǒng)能夠將發(fā)電機和負載再同步，失步保護機制可能啟動并使發(fā)電機離線。所以，沒有失步保護機制和再同步機制之間的協(xié)調(diào)，將減小具有再同步機制的益處。

為了避免這些和其它困難，存在用于具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

公開了用于具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)。根據(jù)一個方法，當故障狀態(tài)發(fā)生在由發(fā)電機供電的負載上時，估計在再同步之前由于故障而在發(fā)電機中所預期發(fā)生的磁極滑動的數(shù)目。確定估計的磁極滑動的數(shù)目是否超過閾值。基于估計的磁極滑動的數(shù)目是否超過閾值的確定來控制發(fā)電機的離線或在線狀態(tài)。

本文所描述的主題可以以軟件結合硬件和/或固件實現(xiàn)。例如，本文所描述的主題可以通過由處理器執(zhí)行的軟件實現(xiàn)。在一個示例性實施方式中，本文所描述的主題能夠使用具有存儲在其上的計算機可執(zhí)行指令的非臨時性計算機可讀介質(zhì)來實施，當該計算機可執(zhí)行指令由計算機的處理器執(zhí)行時控制該計算機執(zhí)行所述步驟。適用于實施本文所描述的主題的示例性計算機可讀介質(zhì)，包括非臨時性計算機可讀介質(zhì)，例如盤存儲設備、芯片存儲設備、可編程邏輯設備和專用集成電路。此外，實現(xiàn)本文所描述的主題的計算機可讀介質(zhì)可以位于單個設備或計算平臺上或者可以分布在多個設備或計算平臺上。

附圖說明

現(xiàn)將描述附圖的優(yōu)選實施例，其中：

圖1是發(fā)電機失步保護的典型配置的電路圖；

圖2示出了當磁極滑動發(fā)生時視在阻抗移動的圖；

圖3是具有負載再同步系統(tǒng)的發(fā)電機的模塊圖，其在本示例中是集成勵磁和渦輪控制器(IETC)；

圖4是示出了根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例的具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的示例性步驟的流程圖；

圖5是根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例，具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的系統(tǒng)的模塊圖；

圖6是根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例，具有負載再同步能力的發(fā)電機自適應失步保護的系統(tǒng)的可選實現(xiàn)方式的模塊圖；

圖7是示出了根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例，通過自適應失步保護功能可以確定的機械功率的近似值的圖；

圖8示出了根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例，通過自適應失步保護功能用于加速能量計算的示例性曲線圖；以及

圖9示出了根據(jù)本文所描述的主題的一個實施例，通過自適應失步保護功能估計磁極滑動的數(shù)目的示例的電路圖。

具體實施方式

如上所述，用于保護發(fā)電機對抗失步的一種現(xiàn)有技術包括測量磁極滑動發(fā)生的數(shù)目[3]。當發(fā)電機內(nèi)部產(chǎn)生的電壓與由發(fā)電機供電的負載的相位相反或相差180度時，磁極滑動發(fā)生。用于對磁極滑動進行計數(shù)的一種方法是基于在發(fā)電機的端子處測量的視在阻抗的移動。該視在阻抗是將發(fā)電機端子的節(jié)點電壓和從端子流向負載的負載電流的比值計算得到的復數(shù)。在一個典型實施方式中，如圖1所示，從連接到發(fā)電機100的端子處的電壓傳感器(V)和電流傳感器(A)測量節(jié)點電壓和發(fā)電機電流。這些測量值反饋至能夠發(fā)送跳閘信號至主發(fā)電機斷路器(GCB)104的失步繼電器。

為了在失步繼電器(OOS)102中對磁極滑動的數(shù)目進行計數(shù)，視在阻抗的移動可以映射到繼電器的阻抗特性上，其中一個實現(xiàn)方式是圖2中線AB所示的直線。圖2是電阻(橫軸)相對電抗(縱軸)的圖。線AB表示失步繼電器102的阻抗特性。通過在發(fā)電機輸出端子處的電流傳感器和電壓傳感器測得的視在阻抗包括每次功率振蕩發(fā)生時以圖2箭頭所示方向旋轉的線。每次視在阻抗以箭頭方向越過線AB時，對磁極滑動進行計數(shù)。當計數(shù)值超過預設的閾值，失步繼電器102發(fā)送跳閘信號至發(fā)電機斷路器104。