發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)通過自動(dòng)電壓控制裝置控制發(fā)電機(jī)無功功率，以發(fā)電機(jī)考核電壓和功率因數(shù)為限制條件，自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)無功功率，在滿足電力系統(tǒng)無功功率需求的基礎(chǔ)上，降低發(fā)電機(jī)銅損耗、鐵損耗、雜散損耗，使發(fā)電機(jī)節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【專利說明】發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，發(fā)電機(jī)無功功率調(diào)節(jié)多以AVC(自動(dòng)電壓控制裝置)遠(yuǎn)方指令為目標(biāo)。發(fā)電廠AVC裝置根據(jù)AVC的目標(biāo)電壓，以一定的分配原則自動(dòng)設(shè)定機(jī)組AVR的機(jī)端目標(biāo)電壓或無功值，由機(jī)組AVR自動(dòng)完成電壓調(diào)整。
[0003]然而，遠(yuǎn)方指令考慮的是如何使電網(wǎng)電壓運(yùn)行在合理范圍內(nèi)，對(duì)于發(fā)電廠發(fā)電機(jī)只考慮安全運(yùn)行，未考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。實(shí)際上，如果對(duì)發(fā)電機(jī)無功功率進(jìn)行優(yōu)化，在不影響電網(wǎng)安全的前提下存在較大的節(jié)能空間。因?yàn)槿绻陔娋W(wǎng)無功功率過剩的情況下只向系統(tǒng)輸出必要的無功功率后，發(fā)電機(jī)可以減少可觀的銅損耗、鐵損耗、雜散損耗。
[0004]發(fā)電廠中與無功功率控制相關(guān)的設(shè)備除了發(fā)電機(jī)，還包括高廠變、廠用電配電網(wǎng)。廠用電壓高，鐵損增加；廠用電壓低，鐵損降低。銅損在電壓調(diào)整過程中處于變化狀態(tài)。一般電廠電氣設(shè)備選型余量較大，鐵損占較大比重，如果運(yùn)行電壓較高，適當(dāng)降低廠用電壓可以節(jié)省廠用電。
[0005]廠用電系統(tǒng)又是一個(gè)比較大的配電網(wǎng)絡(luò)。該配電網(wǎng)絡(luò)主要由感性無功需求的異步電動(dòng)機(jī)組成，大部分時(shí)間，很多設(shè)備負(fù)荷不會(huì)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間運(yùn)行，輕載居多。其對(duì)無功的需求是比較大的。發(fā)電單位因自身生產(chǎn)無功，所以很少有進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)?。但是如果功率因?shù)比較低的話，無功補(bǔ)償產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)比較明顯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，在保證安全的前提下減少無功輸出和無功穿越，用以解決現(xiàn)有運(yùn)行方式只考慮安全運(yùn)行而不考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及配電網(wǎng)中不必要的無功穿越造成損耗增加的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:
[0008]發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，步驟如下:
[0009]I)檢測(cè)主變出口電壓Ui和發(fā)電機(jī)功率因數(shù)coscP1:
[0010]2)將所述主變出口電壓Ui和發(fā)電機(jī)功率因數(shù)COS<PAV別與下限電壓考核值隊(duì)、上限電壓考核值Uh和下限功率因數(shù)考核值COSCpu上限COSCpH進(jìn)行比較；
[0011]3)若(I) COSCpi < 0，或者(2)Ui < UL+A6 且 COSCpi > COSCPl - Δ7,則控制Uj=Ui+Λ ” 若(3)Ul+A2 < Ui < Uh — Λ 3 且COSCPl+ A4Ccoscpi < COSCPh —Δ5,或者
(4)Ui > Uh-A8 且COSCpi < COSCPh + A9，則控制 Uj=U1- Δ 1;
[0012]若上述條件均不滿足，則控制Uj=Ui;其中Uj為主變出口電壓，A1為步進(jìn)值，Λ2、λ3、λ6、Λ8為設(shè)定的電壓值調(diào)節(jié)量，λ4、λ5、λ7、Λ9為設(shè)定的功率因數(shù)調(diào)節(jié)量。
[0013]還包括通過試驗(yàn)確定廠用電量最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓:調(diào)整發(fā)電廠廠用電壓，在同一負(fù)荷下記錄相同時(shí)間段內(nèi)廠用電量，比較確定廠用電量最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓。
[0014]對(duì)自然功率因數(shù)0.65以下的電廠廠用電進(jìn)行電容器分組投切的集中無功補(bǔ)償。
[0015]補(bǔ)償容量計(jì)算公式為:呈=PPgj?-1gip^sf)，β為平均負(fù)載率；補(bǔ)償?shù)姆纸M容量根據(jù)典型負(fù)荷下的無功缺口確定。
[0016]本發(fā)明以主變出口電壓考核值和發(fā)電機(jī)功率因數(shù)考核值為限制條件，自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)無功功率，在滿足電力系統(tǒng)無功功率需求的基礎(chǔ)上，降低發(fā)電機(jī)銅損耗、鐵損耗、雜散損耗，使發(fā)電機(jī)節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0017]進(jìn)一步的，對(duì)發(fā)電廠廠用電壓進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，在規(guī)程要求的運(yùn)行范圍內(nèi)，確定廠用電率最低的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓。
[0018]進(jìn)一步的，對(duì)自然功率因數(shù)較低的電廠進(jìn)行電容器分組集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量計(jì)算公式為:=~^，β為平均負(fù)載率；補(bǔ)償?shù)姆纸M容量根據(jù)典型負(fù)荷下的無功缺口確定。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]按照本發(fā)明的方法，結(jié)合實(shí)際情況，選取設(shè)定電壓、功率因數(shù)調(diào)節(jié)量。將所述主變出口電壓Ui和發(fā)電機(jī)功率因數(shù)COStpi與下限電壓考核值隊(duì)、上限電壓考核值Um下限功率因數(shù)考核值COS(pL、上限COSCPh進(jìn)行比較。
[0021]若(I)COSipi < O ,或者(2) Ui < Ul+ Λ 6 且 COSipi > COS(pL — A7，則控制
Uj=UJA1;若(3)UL+A2 <Ui <%-八3且(:05屮1< + 厶4<?^軌 < COSipli — Δ5,或者(4)Ui > Uh- Δ 8 且COSCfJi < C0S(pH + Ag ,則控制 Uj=U1- A10
[0022]若上述條件均不滿足，則控制Uj=Ui;其中Uj為主變出口電壓，A1為步進(jìn)值，Λ 2、Δ3> δ6> Λ8為設(shè)定的電壓值調(diào)節(jié)量，λ4、λ5、λ7、Λ9為設(shè)定的功率因數(shù)調(diào)節(jié)量。作為一種實(shí)施方式，Λ 2、Λ 3 取 0.5kV, Λ 6、Λ 8 取 0.2kV ; Λ 4、Λ 5 取 0.005，Λ 7、Λ 9 取 0.002 ;下限電壓考核值隊(duì)、上限電壓考核值Uh,下限功率因數(shù)考核值《)SCpL、上限C0S<pH均按照對(duì)應(yīng)電廠的要求設(shè)定。
[0023]進(jìn)一步的，通過AVR對(duì)發(fā)電機(jī)增減勵(lì)磁，調(diào)整發(fā)電廠廠用電壓，在同一負(fù)荷下記錄10分鐘內(nèi)電廠廠用電量，通過試驗(yàn)確定廠用電量最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓。
[0024]對(duì)自然功率因數(shù)較低的電廠廠用電進(jìn)行電容器分組投切的集中無功補(bǔ)償，補(bǔ)償容量計(jì)算公式為:= PPfrS (----? -，β為平均負(fù)載率。補(bǔ)償?shù)姆纸M容量根據(jù)典型負(fù)荷下的無功缺口確定。
[0025]對(duì)某300MW火力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電機(jī)無功優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果如下表1:
[0026]

【權(quán)利要求】
1.發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，步驟如下: 1)檢測(cè)主變出口電壓Ui和發(fā)電機(jī)功率因數(shù)COStpi; 2)將所述主變出口電壓Ui和發(fā)電機(jī)功率因數(shù):Coscp^別與下限電壓考核值隊(duì)、上限電壓考核值Uh和下限功率因數(shù)考核值C0S(Pl、上限COSCPh進(jìn)行比較； 3)若(I)COStpi < 0’ 或者(2) Ui < Ul+A6 且 COStpi > C0S<pL — Δ7 則控制Uj=Ui+ Λ i;若(3 ) Ul+ Λ 2 < Ui < υΗ- Λ 3 且C0SCpL + Δ4< COSCpi < C0S(pH — A5,或者(4 )Ui > Uh-A8 且 COScpi < C0SCpH + Δ9 ,則控制 Uj=U1- Δ:; 若上述條件均不滿足，則控制Uj=Ui;其中Uj為主變出口電壓，A1為步進(jìn)值，Λ2、Λ3、λ6、Λ8為設(shè)定的電壓值調(diào)節(jié)量，λ4、λ5、λ7、Λ9為設(shè)定的功率因數(shù)調(diào)節(jié)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，還包括通過試驗(yàn)確定廠用電量最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓:調(diào)整發(fā)電廠廠用電壓，在同一負(fù)荷下記錄相同時(shí)間段內(nèi)廠用電量，比較確定廠用電量最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，對(duì)自然功率因數(shù)0.65以下的電廠廠用電進(jìn)行電容器分組投切的集中無功補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電廠無功功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，補(bǔ)償容量計(jì)算公式為:登=Ppf"3，β為平均負(fù)載率；補(bǔ)償?shù)姆纸M容量根據(jù)典型負(fù)荷下的無功缺口確定。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK104135014SQ201310226355
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】韓英杰, 于凱, 蘇躍進(jìn), 王曉峰, 范龍, 王鵬, 李連勝, 祁秀香 申請(qǐng)人:中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心