本實用新型涉及一種模擬電網故障情況下機組一次調頻性能試驗系統(tǒng)。

背景技術：

電網頻率是發(fā)電功率與用電負荷平衡的依據(jù)，反映了電力供需之間的平衡，是電能質量三大指標之一，也是電力系統(tǒng)運行的重要控制參數(shù)。當發(fā)電功率與用電負荷大小相等時，電網頻率穩(wěn)定。當電網發(fā)生頻率擾動時，恢復電網穩(wěn)定需要通過電網中發(fā)電機組及互聯(lián)電力系統(tǒng)中各個組成部分協(xié)調控制來完成。一次調頻，是指電網的頻率一旦偏離額定值時，電網中發(fā)電機組控制系統(tǒng)自動控制機組有功功率的增減，限制電網頻率變化，使電網頻率維持穩(wěn)定的自動控制過程。一次頻率的控制對于嚴重的發(fā)電機組停運或負荷停運后的頻率快速恢復和穩(wěn)定起到非常重要的作用。控制區(qū)的一次調頻性能指標也成為電網安全穩(wěn)定運行的一大要素。

目前檢測一次調頻性能指標的主要辦法就是通過常規(guī)一次調頻試驗來檢測機組一次調頻性能。缺點是只能通過階躍的改變頻率（轉速）差信號來考驗機組的一次調頻能力。但由于實際的電網頻率是不斷變化的，特別是電網故障情況下原有的一次調頻試驗辦法不能很好的檢測出機組的一次調頻性能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種模擬電網故障情況下機組一次調頻性能試驗系統(tǒng)，基于記錄電網故障時電網的真實頻率變化，再現(xiàn)試驗機組在電網發(fā)生故障時的一次調頻能力，可有效的提高機組在電網故障時的一次調頻能力，進而保障電網的安全穩(wěn)定運行。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是：

一種模擬電網故障情況下機組一次調頻性能試驗系統(tǒng)，包括在電網現(xiàn)場設置的故障錄波器和發(fā)電機組功率控制回路，故障錄波器用于記錄電網故障頻率出現(xiàn)的數(shù)據(jù)；其中，一個函數(shù)發(fā)生器通過數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器獲取記錄的故障頻率數(shù)據(jù)，函數(shù)發(fā)生器根據(jù)輸入的故障頻率數(shù)據(jù)還原故障頻率連接輸入給一次調頻試驗控制回路，一次調頻試驗控制回路連接發(fā)電機組功率控制回路實現(xiàn)一次調頻性能試驗。

方案進一步是：所述函數(shù)發(fā)生器通過RS485串口數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器。

方案進一步是：所述故障錄波器通過電流電壓互感器與電網連接，在故障錄波器中設置有一個電網頻率測試電路，電網頻率測試電路設置有一個觸發(fā)器，當電網頻率測試電路測試的頻率超出設定的頻率范圍值時，觸發(fā)器觸發(fā)故障錄波器工作記錄故障頻率數(shù)據(jù)。

方案進一步是：所述一次調頻試驗控制回路嵌入在一個DCS控制系統(tǒng)中，DCS控制系統(tǒng)通過中央處理器分別連接函數(shù)發(fā)生器、一次調頻試驗控制回路和發(fā)電機組功率控制回路。

本實用新型的有益效果是：記錄電網故障時電網的真實頻率變化，再現(xiàn)試驗機組在電網發(fā)生故障時的一次調頻能力，可有效的提高機組在電網故障時的一次調頻能力，進而保障電網的安全穩(wěn)定運行。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

附圖說明

圖1 為實用新型結構示意圖。

具體實施方式

一種模擬電網故障情況下機組一次調頻性能試驗系統(tǒng)，如圖1所示，包括在電網現(xiàn)場設置的故障錄波器1和發(fā)電機組功率控制回路2，故障錄波器用于記錄電網故障頻率出現(xiàn)的數(shù)據(jù)；其中，一個設置在實驗室的函數(shù)發(fā)生器3通過數(shù)據(jù)線4連接電網現(xiàn)場所述故障錄波器獲取記錄的故障頻率數(shù)據(jù)，函數(shù)發(fā)生器根據(jù)輸入的故障頻率數(shù)據(jù)還原故障頻率連接輸入給一次調頻試驗控制回路5，一次調頻試驗控制回路連接發(fā)電機組功率控制回路，發(fā)電機組功率控制回路控制發(fā)電機組6實現(xiàn)一次調頻性能試驗；所述函數(shù)發(fā)生器通過光纖或RS485串口數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器。

其中，所述故障錄波器通過電流電壓互感器7與電網8連接，在故障錄波器中設置有一個電網頻率測試電路，電網頻率測試電路設置有一個觸發(fā)器，當電網頻率測試電路測試的頻率超出設定的頻率范圍值時，觸發(fā)器觸發(fā)故障錄波器工作記錄故障頻率數(shù)據(jù)。

故障錄波器負責錄取電網在故障狀態(tài)下電網頻率變化的數(shù)據(jù)，并導出；任意函數(shù)發(fā)生器負責模擬出電網在故障狀態(tài)下的頻率變化波形，并輸入進一次調頻試驗控制回路；一次調頻試驗控制回路置于DCS系統(tǒng)內部，負責接收任意函數(shù)發(fā)生器輸入的頻率數(shù)據(jù)，計算出頻差對應動作的功率大小，發(fā)指令調整發(fā)電機組出力，從而得到電網在故障狀態(tài)下發(fā)電機組一次調頻性能測試數(shù)據(jù)。

目前的電廠控制使用的是DCS控制系統(tǒng)，因此，本實施例中：所述一次調頻試驗控制回路嵌入在一個DCS控制系統(tǒng)中，DCS控制系統(tǒng)通過中央處理器分別連接函數(shù)發(fā)生器、一次調頻試驗控制回路和發(fā)電機組功率控制回路。

實施例中的故障錄波器是電力系統(tǒng)重要的自動裝置，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平和事故分析能力。故障錄波器通過采集發(fā)電廠、輸變電站、電網系統(tǒng)各互感器交流電量，繼電器與信號模塊開關信號（高低電位變化），及其他數(shù)模信號，記錄、轉化、計算、比較、分析、呈現(xiàn)，將電力系統(tǒng)常規(guī)電量與非電量信號在可選則的時間軸上比較分析，同時依靠設定各采集信號的啟動與截止參數(shù)，對數(shù)據(jù)與波形記錄進行有效控制，做到各電氣量、數(shù)模信號、時間參數(shù)的合理管控。故障錄波器采集的數(shù)據(jù)信號與波形數(shù)據(jù)可以有效的保存并隨時讀取，通過光纖或RS485串口將實時采集的數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進行有效傳輸和共享。

實施例中的任意波形函數(shù)信號發(fā)生器能夠將輸入的離散量數(shù)據(jù)轉化為任意波形的頻率信號輸出。本實施例使用的是型號為AFG3022C（泰克）的任意函數(shù)發(fā)生器，可發(fā)出信號：正弦波，方波，脈沖波，鋸齒波，三角波，Sin(x)/x，指數(shù)增長和衰減，高斯，洛倫茲，半正弦，直流，噪聲。

實施例中的一次調頻試驗控制回路為DCS系統(tǒng)內部控制回路，具有頻率信號的接入功能，并能夠通過計算頻差信號自動控制機組有功功率的增減。

所述發(fā)電機組為發(fā)電廠汽輪發(fā)電機組，具有增減有功功率來響應一次調頻的能力。