[發(fā)明專利]一種水電廠調(diào)速器對(duì)大、小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)換的判別方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811242030.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN109449924B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榮紅;金黎明;劉欣宇;靳光永;陳濤;何林波;錢鳳;秦曉峰;吳春旺;陳逸鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南瑞集團(tuán)有限公司;國(guó)電南瑞科技股份有限公司;國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種水電廠調(diào)速器對(duì)大、小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)換的判別方法及裝置，判斷是否滿足由大網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入小網(wǎng)工況的條件，若滿足條件，則判定電網(wǎng)由大網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入小網(wǎng)工況，電網(wǎng)由大網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入小網(wǎng)工況的條件為：GCB斷路器置于合閘位置，系統(tǒng)頻率超過預(yù)設(shè)頻率，且發(fā)電機(jī)組未出現(xiàn)頻率跳變故障；判斷是否滿足由小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入大網(wǎng)工況的條件，若滿足條件，則判定電網(wǎng)由小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入大網(wǎng)工況，電網(wǎng)由小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)入大網(wǎng)工況的條件為：GCB斷路器置于合閘位置，發(fā)電機(jī)組頻率穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)和小網(wǎng)之間轉(zhuǎn)換的決策輸出，解決目前調(diào)速器對(duì)于大網(wǎng)和小網(wǎng)之間轉(zhuǎn)換判斷不準(zhǔn)確和不及時(shí)的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水電廠調(diào)速器對(duì)大、小網(wǎng)工況轉(zhuǎn)換的判別方法及裝置。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載和發(fā)電容量的占比不同，在實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中存在大網(wǎng)和小網(wǎng)兩種基本狀態(tài)和工況，一般兩者的定義為，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)電總有功功率小于電網(wǎng)負(fù)荷總量的8％，即可認(rèn)為是大網(wǎng)，否則為小網(wǎng)，這種定義或原則區(qū)分是明確的。由于大網(wǎng)有天然的自身穩(wěn)定性，也是電力主流的一種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所以我國(guó)大部分地區(qū)和區(qū)域電網(wǎng)，多是以大網(wǎng)狀態(tài)存在著，所有電力控制設(shè)備的控制模式和參數(shù)也與之相匹配，完成電力系統(tǒng)的適時(shí)的有功負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、電壓和頻率等調(diào)節(jié)。

但在發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，不可避免會(huì)出現(xiàn)一些電力事故，比如雷擊導(dǎo)致的事故跳閘，電網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)會(huì)在瞬間由大網(wǎng)轉(zhuǎn)換為小網(wǎng)，這時(shí)就需要電力系統(tǒng)的核心控制設(shè)備之一的水電廠調(diào)速器的控制模式和參數(shù)與之匹配，即準(zhǔn)確、正確轉(zhuǎn)入小網(wǎng)模式，否則機(jī)組將會(huì)因調(diào)速器控制不當(dāng)造成導(dǎo)水機(jī)構(gòu)抽動(dòng)，導(dǎo)致頻率、電壓的波動(dòng)過大，小網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)差，以致機(jī)組停機(jī)，系統(tǒng)失穩(wěn)，引起大面積停電。

同樣的，當(dāng)需要事故恢復(fù)且已滿足從小網(wǎng)轉(zhuǎn)入大網(wǎng)的條件，此時(shí)也需要水電廠調(diào)速器的控制模式和參數(shù)及時(shí)切換到大網(wǎng)模式。

故大網(wǎng)、小網(wǎng)的轉(zhuǎn)換均需要水電廠調(diào)速器具備大網(wǎng)小網(wǎng)工況相互轉(zhuǎn)換的科學(xué)、精準(zhǔn)的自動(dòng)判別方法和與之對(duì)應(yīng)的控制模式、參數(shù)。水電廠調(diào)速器作為機(jī)組側(cè)的現(xiàn)地控制單元，原則上講，電網(wǎng)的工況變化、變換，應(yīng)該由判別小網(wǎng)的專用裝置進(jìn)行判斷，然后將明確的信號(hào)發(fā)送給調(diào)速器。但是，國(guó)內(nèi)還沒有專門的小網(wǎng)判別裝置，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入小網(wǎng)后，最核心的控制設(shè)備又是調(diào)速器，調(diào)速器承擔(dān)著小網(wǎng)穩(wěn)定控制的根本任務(wù)。為此，判斷電網(wǎng)變化的任務(wù)被動(dòng)地由調(diào)速器自身承擔(dān)，問題的難點(diǎn)在于，調(diào)速器僅僅是水輪機(jī)的控制設(shè)備，它依據(jù)自身的收到的有限外部信息，如果沒有科學(xué)的判斷方法，很難對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化做出準(zhǔn)確的判斷。

目前行業(yè)內(nèi)，對(duì)大網(wǎng)轉(zhuǎn)入小網(wǎng)的判斷方法，通常是簡(jiǎn)單的對(duì)斷路器位置、機(jī)組頻率進(jìn)行判斷，經(jīng)過一定的延時(shí)，若條件滿足，即認(rèn)為電網(wǎng)從大網(wǎng)轉(zhuǎn)入小網(wǎng)，圖1為水電廠調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)由大網(wǎng)轉(zhuǎn)入小網(wǎng)的常規(guī)判斷方法判斷邏輯圖。判斷邏輯可描述為，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器處在合閘位置，認(rèn)為機(jī)組并列在電網(wǎng)運(yùn)行，此時(shí)機(jī)組頻率與電網(wǎng)頻率同步，適時(shí)檢測(cè)機(jī)組頻率，如果機(jī)組頻率數(shù)值大于51Hz，延時(shí)大于1s(部分電廠將該延時(shí)定義為θ₁，可靈活設(shè)置)，即判定電網(wǎng)由大網(wǎng)轉(zhuǎn)入小網(wǎng)，輸出轉(zhuǎn)入小網(wǎng)模式指令Y₁。保留手動(dòng)切換到小網(wǎng)模式的把手。

同樣的，針對(duì)小網(wǎng)轉(zhuǎn)入大網(wǎng)的判斷方法，通常是對(duì)機(jī)組頻率的范圍做一個(gè)簡(jiǎn)單延時(shí)判斷，即認(rèn)為電網(wǎng)從小網(wǎng)轉(zhuǎn)入大網(wǎng)，水電廠調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)由小網(wǎng)轉(zhuǎn)入大網(wǎng)的常規(guī)判斷方法判斷邏輯如圖2所示。判斷邏輯可描述為，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器處在合閘位置，認(rèn)為機(jī)組并列在電網(wǎng)運(yùn)行，此時(shí)機(jī)組頻率與電網(wǎng)頻率同步，檢測(cè)機(jī)組頻率，如果機(jī)組頻率數(shù)值在49.98Hz～50.02Hz之間的時(shí)間持續(xù)超過30s(部分電廠將該延時(shí)定義為θ₂，可靈活設(shè)置)，即判定電網(wǎng)由小網(wǎng)轉(zhuǎn)入大網(wǎng)，輸出轉(zhuǎn)入大網(wǎng)模式指令Y₂。同樣的，保留手動(dòng)切換到大網(wǎng)模式的把手。

上述判斷方法被廣泛采用是由于其簡(jiǎn)單且有一定的有效性，但隨著國(guó)內(nèi)巨型電站的建設(shè)，單機(jī)容量越來越大，機(jī)組電氣主接線也越來越復(fù)雜，對(duì)于復(fù)雜多變的電網(wǎng)，上述判斷方法存在誤判、拒動(dòng)的可能性。