本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法和發(fā)電機(jī)功率波動抑制控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，與發(fā)電廠電氣距離較近的電網(wǎng)的各種故障或者大功率負(fù)荷的啟動都會造成發(fā)電機(jī)機(jī)端的功率波動，且此類事件時有發(fā)生。比如：在距發(fā)電廠電氣距離比較近的地方發(fā)生對稱故障或不對稱故障時，往往伴隨著低電壓、大電流、零序電壓電流或負(fù)序電壓電流等。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，發(fā)電機(jī)輸出功率會降低，電磁功率與汽輪機(jī)功率會出現(xiàn)不平衡，從而導(dǎo)致DEH動作調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)門引發(fā)振蕩。電氣距離越近，故障電流越大，啟動負(fù)荷越大，發(fā)電機(jī)的功率波動越大。當(dāng)機(jī)組的DEH投入自動后，當(dāng)并網(wǎng)點因電網(wǎng)故障或大功率負(fù)荷啟動而出現(xiàn)功率波動后，汽輪機(jī)的調(diào)門會隨之抖動，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力抖動振蕩。如果功率波動比較大，甚至?xí)l(fā)整個系統(tǒng)的振蕩。更為一般的情況是在發(fā)生功率波動之后，靠PSS提供正阻尼來抑制振蕩的過程，抑制效果依賴于PSS裝置的性能，而此時倘若DEH調(diào)速器收到功率波動反饋的影響從而導(dǎo)致主氣調(diào)門抖動，能夠加劇機(jī)械電氣功率的不平衡，甚至引發(fā)汽輪機(jī)PLU保護(hù)動作引發(fā)機(jī)組跳閘。目前并未有針對電網(wǎng)故障或大功率負(fù)荷啟動造汽輪機(jī)調(diào)門抖動進(jìn)而引發(fā)發(fā)電機(jī)輸出功率波動的有效措施。因此，其改進(jìn)和創(chuàng)新勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法和發(fā)電機(jī)功率波動抑制控制裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：一種發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法，包括以下步驟：

(1)、采集發(fā)電機(jī)端三相電壓中最低的相電壓U_p、負(fù)序電壓U₂、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₂、上一測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₁、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₂和上一測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₁；

(2)、當(dāng)時，控制DEH切換至手動方式，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)功率波動的抑制；

其中，ΔP＝P₁-P₂，Δω＝ω₁-ω₂，U_SET、U_2SET、ΔP_SET和Δω_SET均為設(shè)定值。

發(fā)電機(jī)的電能輸出端連接一個變壓器的低壓側(cè)，所述P₂為當(dāng)前測量周期變壓器高壓側(cè)輸出的有功功率、所述P₁為上一測量周期變壓器高壓側(cè)輸出的有功功率。

U_SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)最低電壓，U_2SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)的最大負(fù)序電壓，ΔP_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)峰運行時變壓器高壓側(cè)有功功率的最大變化值，Δω_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)頻時允許的最大頻率差值。

一種發(fā)電機(jī)功率波動抑制控制裝置，包括：

采集模塊，用于采集發(fā)電機(jī)端三相電壓中最低的相電壓U_p、負(fù)序電壓U₂、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₂、上一測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₁、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₂和上一測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₁；

波動抑制控制模塊，用于當(dāng)時，控制DEH切換至手動方式，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)功率波動的抑制；

其中，ΔP＝P₁-P₂，Δω＝ω₁-ω₂，U_SET、U_2SET、ΔP_SET和Δω_SET均為設(shè)定值。

發(fā)電機(jī)的電能輸出端連接一個變壓器的低壓側(cè)，所述P₂為當(dāng)前測量周期變壓器高壓側(cè)輸出的有功功率、所述P₁為上一測量周期變壓器高壓側(cè)輸出的有功功率。

U_SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)最低電壓，U_2SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)的最大負(fù)序電壓，ΔP_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)峰運行時變壓器高壓側(cè)有功功率的最大變化值，Δω_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)頻時允許的最大頻率差值。

本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法中，利用電壓信息、有功功率信息和轉(zhuǎn)速信息來進(jìn)行波動的抑制，當(dāng)這些數(shù)值滿足設(shè)定的條件時，切換DEH至手動方式，即開環(huán)方式，防止DEH擾動而使汽輪機(jī)調(diào)門抖動，從而避免由此而引發(fā)的發(fā)電機(jī)功率波動。所以，該方法可有效抑制由電網(wǎng)的各種故障或者大功率負(fù)荷的啟動造成的汽輪發(fā)電機(jī)DEH調(diào)門抖動，從而避免發(fā)電機(jī)出力的波動，進(jìn)而避免出現(xiàn)跳機(jī)事故的發(fā)生，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法控制邏輯整體示意圖；

圖2是發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法的流程示意圖；

圖3是發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法的一種具體的控制邏輯示意圖。

具體實施方式

當(dāng)系統(tǒng)距發(fā)電廠電氣距離比較近的地方發(fā)生對稱故障或不對稱故障時，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率會降低，此時的汽輪機(jī)輸入的機(jī)械功率由于時間常數(shù)比較大而來不及變化，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會暫時升高，電磁功率與汽輪機(jī)功率會出現(xiàn)不平衡，從而導(dǎo)致DEH動作調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)門引發(fā)振蕩。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時發(fā)電機(jī)只需要增發(fā)無功功率用以穩(wěn)定電壓，此時汽輪機(jī)輸入機(jī)械功率不應(yīng)出現(xiàn)大的波動，因為系統(tǒng)故障一般在1s-2s內(nèi)就可以切除，否則在故障切除之后，機(jī)械電磁功率重新不平衡加劇波動。

為了解決DEH動作調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)門引發(fā)振蕩的問題，即發(fā)電機(jī)功率波動的問題，本發(fā)明提供了一種抑制發(fā)電機(jī)功率波動的方法，有以下步驟：

(1)采集發(fā)電機(jī)端三相電壓中的最低的相電壓U_p、負(fù)序電壓U₂、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₂、上一測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₁、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₂和上一測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₁；

(2)、當(dāng)時，控制DEH切換至手動方式，以此實現(xiàn)發(fā)電機(jī)功率波動的抑制，如圖1所示。

其中，ΔP＝P₁-P₂，Δω＝ω₁-ω₂，U_SET、U_2SET、ΔP_SET和Δω_SET均為設(shè)定值。

因此，本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法中，利用電壓信息、有功功率信息和轉(zhuǎn)速信息來進(jìn)行波動的抑制，當(dāng)這些數(shù)值滿足設(shè)定的條件時，切換DEH至手動方式(開環(huán)方式)，防止DEH擾動而使汽輪機(jī)調(diào)門抖動，從而避免由此而引發(fā)的系統(tǒng)震蕩。

針對上述基本方案，以下結(jié)合附圖，對上述方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。

方法實施例

在一般情況下，發(fā)電機(jī)的電能輸出端均連接有變壓器，并且發(fā)電機(jī)的電能輸出端連接變壓器的低壓側(cè)，所以，本實施例中用到的相關(guān)數(shù)據(jù)為變壓器高壓側(cè)輸出的數(shù)據(jù)，變壓器高壓側(cè)輸出的數(shù)據(jù)等同于發(fā)電機(jī)電能輸出端輸出的對應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，在變壓器高壓側(cè)設(shè)置有TV和TA，用于采集相關(guān)數(shù)據(jù)。

本實施例中，為了防止誤動作，該方法采用分步控制邏輯，如圖2所示。

第一步：

利用采樣模塊采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，比如利用電壓檢測模塊檢測變壓器高壓側(cè)的電壓信息，利用電流檢測模塊檢測變壓器高壓側(cè)的電流信息，利用轉(zhuǎn)速檢測模塊檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信息，由于這幾種檢測模塊均屬于現(xiàn)有模塊，這里就不再對檢測模塊本身做出詳細(xì)描述。

采集的具體數(shù)據(jù)參數(shù)為：三相電壓中最低的相電壓U_P，高壓側(cè)的負(fù)序電壓U₂，當(dāng)前測量周期變壓側(cè)高壓側(cè)輸出的有功功率P₂、上一測量周期變壓側(cè)高壓側(cè)輸出的有功功率P₁、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₂和上一測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₁。其中，角速度的測量可以直接使用轉(zhuǎn)速傳感器通過檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來獲取，或者通過檢測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的頻率來獲取，這部分屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里就不再具體說明。

第二步：

對采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，得到以下ΔP和Δω分量，其中，ΔP＝P₁-P₂，Δω＝ω₁-ω₂。

第三步：

根據(jù)U₂和U_P的大小判斷發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法是否啟動，具體為：

當(dāng)U_P＜U_SET或U₂＞U_2SET時，該抑制方法啟動。其中，U_SET和U_2SET均為設(shè)定值，U_SET為相電壓設(shè)定值，U_2SET為負(fù)序電壓設(shè)定值，這兩個設(shè)定值的具體數(shù)值并不唯一，根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)定。在本實施例中，給出一種具體的設(shè)定方式，U_SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)最低電壓；U_2SET的整定按躲過正常運行時變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)的最大負(fù)序電壓。

第四步：

在抑制方法啟動之后，根據(jù)ΔP、Δω的大小判斷是否滿足動作出口條件，具體為：

當(dāng)ΔP＞ΔP_SET、且Δω＞Δω_SET時，滿足動作出口條件，其中，ΔP_SET和Δω_SET均為設(shè)定值，ΔP_SET為有功功率差值的設(shè)定值，Δω_SET為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度的設(shè)定值，這兩個設(shè)定值的具體數(shù)值也不唯一，根據(jù)具體的需求進(jìn)行設(shè)定。在本實施例中，給出一種具體的設(shè)定方式，ΔP_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)峰運行時變壓器高壓側(cè)有功功率的最大變化值，Δω_SET整定時按躲過發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)頻時允許的最大頻率差值。

當(dāng)滿足上述動作出口條件時，將DEH切換至手動模式，即開環(huán)控制方式。開環(huán)控制方式能夠防止因DEH擾動而導(dǎo)致的汽輪機(jī)調(diào)門抖動，從而避免由此而引發(fā)的發(fā)電機(jī)功率波動。在本實施例中，根據(jù)投退硬連接片及控制字的設(shè)置來判斷是否出口，如果出口，則向集控中心發(fā)信告知運行人員，并向DCS發(fā)信將DEH切換至手動模式。

發(fā)電機(jī)功率波動抑制方法的控制邏輯如圖3所示，其中，XB1為投、退硬連接片；KG1為復(fù)合電壓電壓控制字，KG1＝0時表示復(fù)合電壓不起閉鎖作用，KG1＝1時表示復(fù)合電壓啟動，起閉鎖作用；KG2為投、退控制字，KG2＝0時表示退出，KG2＝1時表示投入。另外，為了優(yōu)化該控制邏輯，可以將本側(cè)TV退出這一判斷條件加入到該控制邏輯中，當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于這種優(yōu)化的實施方式。

裝置實施例

本實施例提供一種發(fā)電機(jī)功率波動抑制控制裝置，整體包括兩部分：

采集模塊，用于采集發(fā)電機(jī)端三相電壓中最低的相電壓U_p、負(fù)序電壓U₂、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₂、上一測量周期發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P₁、當(dāng)前測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₂和上一測量周期發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω₁；

波動抑制控制模塊，用于當(dāng)時，控制DEH切換至手動方式，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)功率波動的抑制；

其中，ΔP＝P₁-P₂，Δω＝ω₁-ω₂，U_SET、U_2SET、ΔP_SET和Δω_SET均為設(shè)定值。

進(jìn)一步地，與上述方法實施例中的各步驟相對應(yīng)，波動抑制控制模塊包括數(shù)據(jù)分析單元、啟動判別單元和動作出口單元，各單元的作用與上述方法實施例中的各步驟相對應(yīng)。

因此，該控制裝置本質(zhì)上保護(hù)的仍舊是波動抑制方法，由于該方法在上述方法實施例中已有了詳細(xì)地描述，這里就不再具體說明。

該裝置判斷邏輯清晰，安全可靠，投退方便，可有效抑制由電網(wǎng)的各種故障或者大功率負(fù)荷的啟動造成汽輪發(fā)電機(jī)DEH調(diào)門抖動從而造成發(fā)電機(jī)出力的波動而導(dǎo)致跳機(jī)事故的發(fā)生，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。