專利名稱：基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，通過這種技術(shù)能夠改變目前勵磁系統(tǒng)單機控制的狀況，實現(xiàn)同一廠站內(nèi)所有機組勵磁系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)(AVR)作為發(fā)電廠重要的自動裝置，主要有三個作用一是 維持維持發(fā)電機或其他控制點的電壓在給定水平，保證發(fā)電機運行的經(jīng)濟性，保證電力系統(tǒng)運行設(shè)備的安全；二是控制并聯(lián)運行機組無功功率的合理分配；三是提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)、和動態(tài)穩(wěn)定性。目前，火力發(fā)電廠或者水力發(fā)電站的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)主要是面向單機進行調(diào)節(jié)控制的，同一發(fā)電廠站相鄰機組之間勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制保持著各自相對獨立的狀態(tài)，不同機組之間的勵磁系統(tǒng)通常沒有直接的通信或硬接線聯(lián)系。而每臺機組的勵磁系統(tǒng)僅僅與該機組的監(jiān)控系統(tǒng)或分散控制系統(tǒng)(DCS)是有直接通信和硬接線聯(lián)系的。在同一發(fā)電廠站內(nèi)，各機組之間的協(xié)調(diào)控制通常有兩種方式一種方式是控制室運行值班人員通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)進行人工協(xié)調(diào)控制的，另一種方式是通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)(DCS)、自動發(fā)電控制系統(tǒng)(AGC)、自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)等裝置進行自動協(xié)調(diào)控制的。除個別發(fā)電廠站使用人工協(xié)調(diào)外，絕大多數(shù)發(fā)電廠站采用的都是通過自動裝置進行不同機組之間自動協(xié)調(diào)控制的。與勵磁系統(tǒng)密切相關(guān)的自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)通常也不是與勵磁系統(tǒng)直接交互通信的，所涉及到的勵磁狀態(tài)量和增磁、減磁指令一般通過硬接線的方式與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)連接，再通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)接來實現(xiàn)增磁、減磁控制。在這種機組協(xié)調(diào)控制模式下，勵磁系統(tǒng)僅僅作為監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)下面的執(zhí)行單元，只是被動地單向執(zhí)行相關(guān)的開機、停機、增磁、減磁指令，與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信只是常規(guī)狀態(tài)量和告警信息的顯示，通常不與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)進行交互協(xié)調(diào)控制。當前這種機組間協(xié)調(diào)控制模式不僅存在著執(zhí)行速度慢、調(diào)節(jié)時間長(I IOmin)等缺點，自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)還存在以下問題總無功需求較小時AVC難以分配、在邊界區(qū)域的調(diào)節(jié)容易導致振蕩、特殊工況時因母線電壓高導致機組無功無法恢復、無法及時檢測應(yīng)對機組振蕩或失步工況、安全約束條件死區(qū)導致廠用母線電壓過低的安全隱患。另外，勵磁系統(tǒng)的調(diào)差控制、PSS控制、欠勵限制等也可能對AVC系統(tǒng)帶來頻繁調(diào)節(jié)不利影響。機組之間的勵磁協(xié)調(diào)控制是智能電網(wǎng)和智能電站建設(shè)新形勢下對勵磁系統(tǒng)提出的新要求，是勵磁系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵問題是提供一種基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制技術(shù)，通過這種技術(shù)能夠改變目前勵磁系統(tǒng)單機單控的狀況，實現(xiàn)同一廠站內(nèi)所有機組勵磁系統(tǒng)之間的有效協(xié)調(diào)控制，避免當前AVC無功調(diào)節(jié)的各種缺點，確保所有機組運行的安全性和經(jīng)濟性。本發(fā)明采用的方案如下
一種基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟
(A)在監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件平臺基礎(chǔ)上，增強勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信，獲取不同機組的協(xié)調(diào)信息。通過485通訊協(xié)議或者以太網(wǎng)通訊協(xié)議，實現(xiàn)勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)之間的實時信息交互，獲取其他不同機組的交互信息，該交互信息包括有功、無功、機端電壓、定子電流、勵磁電流、系統(tǒng)電壓、觸發(fā)角度、限制報警信息，將自身的狀態(tài)信息和控制信息反饋給監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)，并將相關(guān)信息通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)反饋給其他機組的勵磁系統(tǒng)。(B)在原有勵磁系統(tǒng)的軟件平臺上增加機組間的智能化直接協(xié)調(diào)控制模塊所述協(xié)調(diào)控制模塊及時根據(jù)自身的狀態(tài)以及電站內(nèi)其他機組的運行狀態(tài)，調(diào)整勵磁系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)行為，根據(jù)自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)存在的問題，以及勵磁系統(tǒng)本身的正常調(diào)節(jié)對AVC 無功調(diào)節(jié)帶來的不利影響，通過不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略，改善與AVC之間的配合調(diào)節(jié)。步驟(B)中所述的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略具體包含三個步驟Ca)根據(jù)各機組間的無功分配原則核算無功。在AVC無功調(diào)節(jié)正常的情況下，根據(jù)等功率因數(shù)或者無功容量比例分配原則，以及機端電壓和系統(tǒng)電壓的相對高低，重新核算本機組的無功功率是否合適，并跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)方向，如果發(fā)現(xiàn)無功在限制值附近，AVC不能及時調(diào)節(jié)或已閉鎖調(diào)節(jié)，勵磁系統(tǒng)適當小范圍微調(diào)機組的無功。(b)保持與AVC無功調(diào)節(jié)的密切配合。勵磁系統(tǒng)正常配合AVC的增磁、減磁信號，并及時跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)效果，當發(fā)現(xiàn)總無功需求較小AVC難以分配、AVC在邊界區(qū)域的調(diào)節(jié)發(fā)生調(diào)節(jié)振蕩、特殊工況因母線電壓高導致機組無功無法恢復、無法及時檢測應(yīng)對機組振蕩或失步工況或安全約束條件死區(qū)導致廠用母線電壓過低時，及時通過勵磁系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)功能微調(diào)機組無功。(c)減小勵磁系統(tǒng)對AVC無功調(diào)節(jié)的不利影響。當勵磁系統(tǒng)的調(diào)差控制、PSS控制、欠勵限制等附加控制輸出較大時，及時發(fā)出勵磁系統(tǒng)閉鎖AVC無功調(diào)節(jié)信號。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果
通過基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制技術(shù)，勵磁系統(tǒng)就擺脫了目前相對獨立的狀況，通過與監(jiān)控或離散控制系統(tǒng)通訊，與其他機組共同進行交互協(xié)調(diào)控制。這種協(xié)調(diào)控制方法更直接，省去了許多中間環(huán)節(jié)，有效克服了傳統(tǒng)模式執(zhí)行速度慢、調(diào)節(jié)時間長的缺點。勵磁系統(tǒng)打破了原有的單機單控的結(jié)構(gòu)形式，通過增強與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信能力，直接參與機組間的協(xié)調(diào)控制，充分發(fā)揮了勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)迅速、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，彌補了當前AVC無功調(diào)節(jié)的不足，確保了所有機組運行的安全性和經(jīng)濟性。
圖I是機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式 本發(fā)明基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法中機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖I所示。為了能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制技術(shù)，需要在監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件平臺基礎(chǔ)上，增強勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信能力，獲取不同機組的協(xié)調(diào)信息，在原有勵磁系統(tǒng)的軟件平臺上增加機組間的智能化直接協(xié)調(diào)控制功能。I、增強勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信能力，獲取必要的機組協(xié)調(diào)信息。通過485或者以太網(wǎng)通訊協(xié)議，使得勵磁系統(tǒng)實時與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)之間進行信息交互，及時獲取其他不同機組的相關(guān)運行信息，并將自身的狀態(tài)信息和控制信息反饋給監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)；通過這種通信功能，勵磁系統(tǒng)能夠?qū)崟r了解整個電站其他機組的相關(guān)信息，這些交互信息主要包括有功、無功、機端電壓、定子電流、勵磁電流、系統(tǒng)電壓、觸發(fā)角度、限制報警等，并將相關(guān)信息通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)反饋給其他機組的勵磁系統(tǒng)。這樣，所有機組的勵磁系統(tǒng)通過與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)通訊功能有機融為一體。2、在原有勵磁系統(tǒng)軟件功能的基礎(chǔ)上增加機組間的智能化直接協(xié)調(diào)控制功能。勵磁系統(tǒng)軟件增加機組協(xié)調(diào)控制功能功能模塊，該模塊能夠及時根據(jù)自身的狀態(tài)以及電站內(nèi)其他機組的運行狀態(tài)，及時地調(diào)整勵磁系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)行為。根據(jù)自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)存在的問題，以及勵磁系統(tǒng)本身的正常調(diào)節(jié)對AVC無功調(diào)節(jié)帶來的不利影響，根據(jù)適當?shù)牟煌瑱C組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略，從根本上改善與AVC之間的配合調(diào)節(jié)，彌補AVC無功調(diào)節(jié) 的不足和缺點。3、不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略主要包含以下幾個方面
(I)根據(jù)各機組間的無功分配原則核算無功。在AVC無功調(diào)節(jié)正常的情況下，根據(jù)等功率因數(shù)或者無功容量比例分配原則，以及機端電壓和系統(tǒng)電壓的相對高低，重新核算本機組的無功功率是否合適。并跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)方向，如果發(fā)現(xiàn)無功在限制值附近，AVC不能及時調(diào)節(jié)或已閉鎖調(diào)節(jié)，勵磁系統(tǒng)可以適當小范圍微調(diào)機組的無功，保證機組無功出力在安全、經(jīng)濟范圍之內(nèi)。(2)保持與AVC無功調(diào)節(jié)的密切配合，避免AVC調(diào)節(jié)失靈。勵磁系統(tǒng)除了正常配合AVC的增磁、減磁信號外，及時跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)效果，當發(fā)現(xiàn)總無功需求較小AVC難以分配、AVC在邊界區(qū)域的調(diào)節(jié)發(fā)生調(diào)節(jié)振蕩、特殊工況因母線電壓高導致機組無功無法恢復、無法及時檢測應(yīng)對機組振蕩或失步工況、安全約束條件死區(qū)導致廠用母線電壓過低時，及時通過勵磁系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)功能微調(diào)機組無功，盡量躲開以上特殊工況，避免AVC調(diào)節(jié)失靈或調(diào)節(jié)振蕩。(3)減小勵磁系統(tǒng)對AVC無功調(diào)節(jié)的不利影響，防止AVC不同步調(diào)節(jié)。當勵磁系統(tǒng)的調(diào)差控制、PSS控制、欠勵限制等附加控制輸出較大時，及時發(fā)出勵磁系統(tǒng)閉鎖AVC無功調(diào)節(jié)信號，防止AVC系統(tǒng)帶來頻繁調(diào)節(jié)，導致AVC和AVR之間不同步調(diào)節(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。這樣，通過基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制技術(shù)，勵磁系統(tǒng)就擺脫了目前相對獨立的狀況，通過與監(jiān)控或離散控制系統(tǒng)通訊，與其他機組共同進行交互協(xié)調(diào)控制。這種協(xié)調(diào)控制方法更直接，省去了許多中間環(huán)節(jié)，有效克服了傳統(tǒng)模式執(zhí)行速度慢、調(diào)節(jié)時間長的缺點。機組之間的勵磁協(xié)調(diào)控制是智能電網(wǎng)和智能電站建設(shè)新形勢下對勵磁系統(tǒng)提出的新要求，是勵磁系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。
權(quán)利要求
1.一種基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟 (A)在監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件平臺基礎(chǔ)上，增強勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信，獲取不同機組的協(xié)調(diào)信息 通過485通訊協(xié)議或者以太網(wǎng)通訊協(xié)議，實現(xiàn)勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)之間的實時信息交互，獲取其他不同機組的交互信息，將自身的狀態(tài)信息和控制信息反饋給監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)，并將相關(guān)信息通過監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)反饋給其他機組的勵磁系統(tǒng)； (B)在原有勵磁系統(tǒng)的軟件平臺上增加機組間的智能化直接協(xié)調(diào)控制模塊 所述協(xié)調(diào)控制模塊及時根據(jù)自身的狀態(tài)以及電站內(nèi)其他機組的運行狀態(tài)，調(diào)整勵磁系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)行為，根據(jù)自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)存在的問題，以及勵磁系統(tǒng)本身的正常調(diào)節(jié)對AVC無功調(diào)節(jié)帶來的不利影響，通過不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略，改善與AVC之間的配合調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于步驟(A)中所述的交互信息包括有功、無功、機端電壓、定子電流、勵磁電流、系統(tǒng)電壓、觸發(fā)角度、限制報警信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于步驟(B)中所述的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制策略具體包含三個步驟Ca)根據(jù)各機組間的無功分配原則核算無功；(b)保持與AVC無功調(diào)節(jié)的密切配合；(c)減小勵磁系統(tǒng)對AVC無功調(diào)節(jié)的不利影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于步驟(a)中的核算過程為在AVC無功調(diào)節(jié)正常的情況下，根據(jù)等功率因數(shù)或者無功容量比例分配原則，以及機端電壓和系統(tǒng)電壓的相對高低，重新核算本機組的無功功率是否合適，并跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)方向，如果發(fā)現(xiàn)無功在限制值附近，AVC不能及時調(diào)節(jié)或已閉鎖調(diào)節(jié)，勵磁系統(tǒng)適當小范圍微調(diào)機組的無功。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于步驟(b)中的配合過程為勵磁系統(tǒng)正常配合AVC的增磁、減磁信號，并及時跟蹤AVC無功調(diào)節(jié)效果，當發(fā)現(xiàn)總無功需求較小AVC難以分配、AVC在邊界區(qū)域的調(diào)節(jié)發(fā)生調(diào)節(jié)振蕩、特殊工況因母線電壓高導致機組無功無法恢復、無法及時檢測應(yīng)對機組振蕩或失步工況或安全約束條件死區(qū)導致廠用母線電壓過低時，及時通過勵磁系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)功能微調(diào)機組無功。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于步驟(c)中減小勵磁系統(tǒng)對AVC無功調(diào)節(jié)不利影響的過程為當勵磁系統(tǒng)的調(diào)差控制、PSS控制、欠勵限制等附加控制輸出較大時，及時發(fā)出勵磁系統(tǒng)閉鎖AVC無功調(diào)節(jié)信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的不同機組間的勵磁協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟(A)在監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件平臺基礎(chǔ)上，增強勵磁系統(tǒng)與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信，獲取不同機組的協(xié)調(diào)信息；(B)在原有勵磁系統(tǒng)的軟件平臺上增加機組間的智能化直接協(xié)調(diào)控制模塊。勵磁系統(tǒng)打破了原有的單機單控的結(jié)構(gòu)形式，通過增強與監(jiān)控或分散控制系統(tǒng)的通信能力，直接參與機組間的協(xié)調(diào)控制，充分發(fā)揮了勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)迅速、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，彌補了當前AVC無功調(diào)節(jié)的不足，確保了所有機組運行的安全性和經(jīng)濟性。
文檔編號H02J3/38GK102957168SQ201210460310
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者許其品, 邵宜祥, 郝勇 申請人:國電南瑞科技股份有限公司