[發明專利]孤島電站負荷脫落控制系統

有效

• 申請號: 202011147417.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112311008B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 嚴威;劉飛;盧志勇;周金木;趙國軍;范航行;周斌程
• 申請（專利權）人: 葛洲壩能源重工有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/14;H02J3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種孤島電站負荷脫落控制系統，所述控制系統主要由負載監測模塊、信息采集模塊、控制系統、負荷脫落執行機構四個主要模塊組成；本發明的優點在于：以系統最終的頻率變化量作為負荷脫落量的依據，避免了因系統慣性常數對負荷脫落控制的影響，有效地避免負荷過切的情況；另外，針對頻率下降和回升階段設置不同負荷優先級，使得脫落的負荷更加有利于系統頻率的恢復，最終實現對孤島電站系統的頻率控制，保證孤島系統運行的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種電站控制系統，具體地說是一種孤島電站負荷脫落控制系統，屬于電站控制系統領域。

背景技術

分布式燃油/燃氣電站孤島模式是解決一些偏遠區域和大型電站建設期施工現場等區域電力需求的有效措施之一，為了避免一些重要負荷不必要的停電，因此必須保證該電力系統的供電可靠性。由于孤島系統的每臺機組的有功容量是有限的，因此當發電機組因故障解列或負荷比例突然增加，以至于系統中存在有功缺額，將會導致電力系統的頻率下降，如果不采取相應的措施減少系統的有功負荷，會使得系統的頻率持續下降，最終將會導致整個電力系統的崩潰。另外，對于燃油/燃氣發電機組，當系統頻率下降到47.5Hz以下時，將會嚴重影響發電機組的正常運行，因此必須避免系統的頻率低于47.5Hz。為了保證分布式燃油/燃氣電站孤島系統具有更高的供電可靠性和經濟性，因此設計出更加有效和合理的負載脫落控制系統具有十分重要的工程實用價值。

目前較為普遍負荷脫落控制主要有傳統低頻減載控制、半自適應低頻減載、自適應低頻減載以及計算機輔助算法，其中自適應低頻減載是在前兩者的基礎上發展過來的。自適應低頻減載是以頻率變化率df/dt作為判斷依據，對于一些系統的慣性常數較小的系統來說，容易造成負荷的過切。另外，目前負荷脫落控制方案對于每輪的負荷脫落也只是確定每輪調節的減載量，并未考慮脫落的負荷對系統頻率恢復的影響，因此負荷脫落后對系統頻率恢復過程并非是最理想狀態。因此，在系統頻率下降階段，所脫落的負荷量并不能最優地抑制頻率下降，會導致頻率最終的下降深度較大；在系統頻率恢復的回升階段，頻率上升的狀態也并非最優。

發明內容

本發明的目的在于，設計了一種孤島電站負荷脫落控制系統，以系統最終的頻率變化量作為負荷脫落量的依據，避免了因系統慣性常數對負荷脫落控制的影響，有效地避免負荷過切的情況；同時，針對頻率下降和回升階段設置不同負荷優先級，使得脫落的負荷更加有利于系統頻率的恢復，最終實現對孤島電站系統的頻率控制，保證孤島系統運行的穩定性和可靠性。

本發明的技術方案為：

孤島電站負荷脫落控制系統，所述控制系統主要由負載監測模塊、信息采集模塊、控制系統、負荷脫落執行機構四個主要模塊組成；

所述負載監測模塊主要用于監測系統的有功功率和頻率信息，為負荷脫落控制系統控制過程提供必要的信息；所述負載監測模塊包括頻率傳感器和功率傳感器；

所述信息采集模塊主要用于通過負載監測模塊實現對信息的采集，通過采集系統的有功功率和頻率，為控制系統中的數據處理分析提供必要的信息；所述信息采集模塊為燃油/燃氣電站的SCADA系統；

所述控制系統主要用于實現對采集信息的計算和處理，通過計算、處理、分析信息采集模塊得到數據，實現負荷脫落算法的實施；所述控制系統為PLC控制器；

所述負荷脫落執行機構主要用于執行控制系統的決策，完成對相應負荷的脫落操作；所述負荷脫落執行機構為負荷脫落所對應的斷路器；

通過負載監測模塊對于負荷實時監控，并通過通信電纜將信息傳遞給信息采集系統；信息采集系統采集不同頻率的各節點有功功率，通過Modbus通信網絡傳遞給控制系統；控制系統對數據進行計算和分析處理，得到需要進行脫落負荷，然后通過通信系統傳遞給負荷脫落執行機構，實現最終的負荷脫落。

具體分析及工作情況如下所述：