[發明專利]一種數模聯合電液控制系統

有效

• 申請號: 201410147509.9
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103904650A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 李波;李明俊
• 申請（專利權）人: 重慶浦仁達科技有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214
• 代理人: 胡長生

技術領域

本發明涉及汽輪發電機控制領域的控制系統，具體地說涉及一種孤網（小網）運行的數模聯合電液控制系統。

背景技術

汽輪發電機是火力發電的重要設備,其控制系統是汽輪發電機的大腦和神經中樞,在火力發電與電網技術中有著無與倫比的重要性，長期以來承擔著作為科研目的的重要課題。

孤網是孤立電網的簡稱，一般泛指脫離大電網的小容量電網，電網中單機容量大于電網總容量的8%，即可認定為孤網。孤網運行的最突出特點，是由負荷控制轉變為頻率控制，要求調速系統具有符合要求的靜態特性、良好的穩定性和動態響應特性，以保證在用戶負荷變化的情況下自動保持電網頻率的穩定。這就是通常所說的一次調頻功能。運行人員關注的問題不再是負荷，而是調整孤網頻率，使之維持在額定頻率的附近。這就是二次調頻功能。

一次調頻：各汽輪發電機組并網運行時，受外界負荷變動影響，電網頻率發生變化，這時，各機組的調節系統參與調節作用，改變各機組所帶的負荷，使之與外界負荷相平衡。同時,還盡力減少電網頻率的變化，這一過程即為一次調頻。

二次調頻：一次調頻是有差調節，不能維持電網頻率不變，只能緩和電網頻率的改變程度。所以還需要增、減某些機組的負荷，以恢復電網頻率，這一過程稱為二次調頻。只有經過二次調頻后，電網頻率才能精確地保持恒定值。

二次調頻目前有兩種方法：1、手動改變閥位給定指令，使負荷平衡，實現手動二次調頻；2、根據實際頻率與額定頻率的偏差設定積分控制程序，實現自動二次調頻。

過去汽輪機發電控制系統采用傳統的機械液壓式調節系統(MHC)，這種系統自動化程度低、遲緩率大，系統控制精度差。20世紀50年代中期，隨著電子元件可靠性的提高，發展出不依靠機械液壓式調節系統為后備的模擬電調系統(AEH)，采用純模擬電路實現調節控制。

20世紀80年代中期，我國引進美國西屋公司的數字電液控制系統(DEH)技術，此種控制系統綜合了數字計算機技術、液壓技術、固體電子學技術，實現了汽輪機發電控制系統的信息化、集成化和系統化。但是該數字電液控制系統的主要缺陷是：為離散控制，控制器采用周期運算，存在采樣失真和運算延遲，系統遲緩率高、滯后延遲大，導致系統穩定性下降。在汽輪發電機孤網運行中，由于孤網一次調頻要求系統具有快速響應，只有將控制器運算周期設定得足夠小，小于50ms，控制系統穩定性才能得到保證。而目前存在的該類型部分廠家控制系統，控制器運算周期長達200ms。在汽輪發電機孤網運行中使用時控制精度差，不能完成控制任務。該系統傳遞環節中，從測速到電液轉換器輸出響應傳遞時間超過260ms，從測速到油動機全行程響應傳遞時間超過460ms。而在汽輪發電機孤網運行中,要求全周期傳遞時間越短控制效果越好。該數字電液控制系統遠不能滿足該環境下使用要求，會導致汽輪發電機組工作不穩定，電網頻率劇烈波動，嚴重時甚至引發停機和廠區失電事故。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種數模聯合電液控制系統，采用純硬件模擬信號構成的快速一次調頻控制回路，大大縮短從測速到油動機全行程響應時間。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種數模聯合電液控制系統，其特征在于，包括主控制器和從控制器，該主控制器和從控制器熱冗余備用，其之間雙向通信，該主控制器和從控制器輸出閥位給定信號去閥門曲線卡，該閥門曲線卡的信號輸出端連接有功放卡的第一信號輸入端，該功放卡的輸出端連接有電液轉換器的輸入端，該電液轉換器的輸出端輸出用于調節油動機的控制信號，還包括用于檢測油動機閥門開度的位移傳感器，該位移傳感器的信號輸出端與所述功放卡的第二信號輸入端連接；

還包括用于測量汽輪機轉速的測速傳感器，設置有三支獨立的測速傳感器，該三支測速傳感器信號輸出端分別連接有第一至第三測速卡的信號輸入端，該第一至第三測速卡的信號輸出端連接有一次調頻卡的信號輸入端組，該第一至第三測速卡的信號輸出端還連接有I/O卡的信號輸入端組，所述I/O卡還設置有用于接收實測壓力和實測功率的輸入端；

所述I/O卡與所述熱冗余主控制器和從控制器雙向通信，所述一次調頻卡的信號輸出端與所述閥門曲線卡的信號輸入端連接；

進一步特征，所述位移傳感器為直線位移傳感器LVDT，所述測速傳感器為磁阻式傳感器CS-1。

本發明的積極效果是：