燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种燃气?蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，包括外壳，以及容置在外壳内的电源装置、波形显示记录装置、处理装置以及位于外壳上的数据传输接口和人机交互接口；其中，数据传输接口连接外部机组控制系统，以获取外部机组控制系统发送的燃机额定负荷和实发功率以及汽机额定负荷和实发功率；处理装置连接数据传输接口，用以根据获取的燃机额定负荷和汽机额定负荷以及实发功率进行一次调频处理；波形显示记录装置连接处理装置，用于记录并显示一次调频处理中的数据波形；人机交互接口连接外部计算机，用以提供人机交互的接口；电源装置连接波形显示记录装置、处理装置、数据传输接口和人机交互接口，用以提供所需的电源。
【专利说明】
燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及燃气机组发电领域，尤其涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置。
【背景技术】
[0002]频率是评价电能质量的重要指标之一，频率超过允许范围会影响电力系统、发电机组和用户三方的安全和经济效益，更严重的波动会造成对电网的严重冲击甚至使电网崩溃，网厂协调功能中的一次调频功能成为稳定电网的有效手段之一。因此，标准化，规范化的一次调频试验也成为发电机组必做的试验项目。
[0003]现有发电机组的一次调频装置及试验主要是针对火力发电机组，还没有出现针对燃气蒸汽联合循环机组的一次调频装置及其试验。
[0004]因此，创新一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频装置，及规范对应的一次调频试验，提高燃气蒸汽联合循环机组的调频水平，不仅是近几年众多新建燃气电厂的需求，更是电力系统安全、稳定、经济运行的保证。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有技术中没有针对燃气蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置的问题，本实用新型实施例提供一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，包括外壳，以及容置在所述外壳内的电源装置、波形显示记录装置、处理装置以及位于所述外壳上的数据传输接口和人机交互接口；其中，所述数据传输接口连接外部机组控制系统，以获取所述外部机组控制系统发送的燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率;所述处理装置连接所述数据传输接口，用以根据获取的所述燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率进行一次调频处理;所述波形显示记录装置连接所述处理装置，用于记录并显示一次调频处理过程中的数据波形;所述人机交互接口连接外部计算机，用以提供人机交互的接口；所述电源装置连接所述波形显示记录装置、处理装置、数据传输接口和人机交互接口，用以提供整个一次调频试验装置所需的电源。
[0007]进一步地，在一实施例中，所述数据传输接口与外部机组控制系统之间的数据传输为Al /0、DI /0的硬接线连接方式。
[0008]进一步地，在一实施例中，还包括指示灯显示装置，设置在所述外壳的右下角，其包括4个状态指示灯，分别用以指示一次调频试验3秒内有响应、15秒内达到总理论变动负荷的90%、60秒内达到负荷稳定状态、实际转速不等率在4%-5%。
[0009]进一步地，在一实施例中，所述人机交互接口包括试验转差信号输入接口控件，用于人为输入试验转差信号。
[0010]进一步地，在一实施例中，所述人机交互接口包括转速不等率目标设定值输入接口控件，用于人为输入燃机转速不等率目标设定值。
[0011]本实用新型实施例的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，特别针对燃气蒸汽联合循环机组的一次调频所设计，可以提高燃气蒸汽联合循环机组的调频水平，且降低了人为参与环节，提高试验的自动化水平及准确率;大大节约了试验前的大量准备工作时间及试验过程中的数据选取记录及试验结果计算处理分析环节，保障了电力系统安全、稳定、经济运行。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置的一实施例的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置的另一实施例的结构示意图；
[0015]图3为利用本实用新型实施例的一次调频试验装置进行燃气蒸汽-蒸汽联合循环机组的一次调频试验的系统连接图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]图1为本实用新型实施例提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置的结构示意图。如图1所示，本实施例中的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置包括外壳I，以及容置在所述外壳I内的电源装置2、波形显示记录装置3、处理装置4以及位于所述外壳I上的数据传输接口 5和人机交互接口 6。
[0018]其中，所述数据传输接口5连接外部机组控制系统，以获取所述外部机组控制系统发送的燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率;所述处理装置4连接所述数据传输接口 5，用以根据获取的所述燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率进行一次调频处理;所述波形显示记录装置3连接所述处理装置4，用于记录并显示一次调频处理过程中的数据波形;所述人机交互接口 6连接外部计算机，用以提供人机交互的接口；所述电源装置2连接所述波形显示记录装置3、处理装置4、数据传输接口 5和人机交互接口 6，用以提供整个一次调频试验装置所需的电源。
[0019]在本实施例中，所述数据传输接口5与外部机组控制系统之间的数据传输为ΑΙ/0、DI/0的硬接线连接方式。
[0020]在本实施例中，如图2所示，本实施例的一次调频试验装置还包括指示灯显示装置7，设置在所述外壳的右下角，其包括4个状态指示灯，分别用以指示一次调频试验3秒内有响应、15秒内达到总理论变动负荷的90 %、60秒内达到负荷稳定状态、实际转速不等率在4 % -5 %。当满足条件下，灯会亮起或者变为红色。
[0021]在本实施例中，所述人机交互接口6包括试验转差信号输入接口控件，用于人为输入试验转差信号;所述人机交互接口 6还包括转速不等率目标设定值输入接口控件，用于人为输入燃机转速不等率目标设定值。在本实施例中，人机交互接口6可以是总线接口，连接外部计算机，用户可以通过计算机与一次调频实验装置实现人机交互，另外，试验转差信号输入接口控件和转速不等率目标设定值输入接口控件可以通过计算机显示屏呈现，便于用户输入数值。
[0022]图3为利用本实用新型实施例的一次调频试验装置进行燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验的系统连接图。如图3所示，燃气蒸汽联合循环机组的一次调频试验系统包括:蒸汽轮机组设备20、与所述蒸汽轮机组设备20连接的汽机控制器机柜30、燃气轮机组设备40、与所述燃气轮机组设备40连接的燃机控制器机柜50、与所述汽机控制器机柜30和所述燃机控制器机柜50连接的交换机柜60、与所述交换机柜60连接的本实用新型实施例的一次调频试验装置10。其中，所述蒸汽轮机组设备20用于输出汽机负荷;所述汽机控制器机柜30用于控制汽机运行及采集汽机功率;所述燃气轮机组设备40用于输出燃机负荷;所述燃机控制器机柜50用于控制燃机运行及采集燃机功率，并根据扰动信号调整燃气轮机的实际转速;所述交换机柜60用于数据格式的转换及数据转发;所述一次调频试验装置10用于设置联合循环机组的初始目标转速不等率，并接收所述燃机额定负荷和所述汽机额定负荷以及燃机汽机的实发功率，再向燃气轮机施加一扰动信号后，根据机组实际转速不等率，在机组允许范围内上下微调所述燃机转速不等率目标设定值，以使所述联合循环机组的转速不等率满足标准范围。
[0023]试验前，将一次调频试验装置接入燃机控制系统(TCS)控制柜的总线网络中，通过燃机厂家自带的数据读取软件可实时读取试验所需高精度数据，并在一次调频试验装置内完成运算处理。该一次调频试验装置与现场控制总线网络(交换机柜)的连接仅需通过一根常规网线，可实现在线插拔，对联合循环机组运行无影响，并且不占用联合循环机组控制器(汽机控制器机柜和燃机控制器机柜)的负载。此一次调频试验装置带有数据、图像存储功能，可供试验后随时调取数据，多个联合循环机组的试验数据对比分析比较。在“实验转差设定区”和“燃机TCS(燃机控制系统)转速不等率设定区”输入预设数值后，即自动开始一次调频实验，整个一次调频实验一次性自动完成，人工参与少，试验结果准确性高。
[0024]参照图3，从燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验回路设计到试验结果分析，完整实现了燃气蒸汽联合循环机组的一次调频试验的信号发生，实时数据处理，调节过程记录，最终指标计算，达标判断的一次调频试验装置。降低了人为参与环节，提高试验的自动化水平及准确率;大大节约了试验前的大量准备工作时间及试验过程中的数据选取记录及试验结果计算处理分析环节;一次调频试验过程简单、方便，可移植性强。
[0025]本实用新型实施例的一次调频试验装置，与燃机控制系统通过网络总线链接读取数据，不受传统数据采集通道个数限制，精度高，速度快;试验设备的插拔均可在线插拔，对燃机自身的闭环控制系统毫无影响，完全满足一次调频试验的要求;并且，本实用新型从一次调频试验回路设计到试验结果分析，完整实现了联合循环机组的一次调频试验的信号发生，实时数据处理，调节过程记录，最终指标计算，达标判断的试验装置;降低了人为参与环节，提高试验的自动化水平及准确率;大大节约了试验前的大量准备工作时间及试验过程中的数据选取记录及试验结果计算处理分析环节。
[0026]本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
[0027]本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(:^丨6代1^1^6313；[1；^7)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。
[0028]本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、⑶-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
[0029]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，其特征在于，包括外壳，以及容置在所述外壳内的电源装置、波形显示记录装置、处理装置以及位于所述外壳上的数据传输接口和人机交互接口；其中， 所述数据传输接口连接外部机组控制系统，以获取所述外部机组控制系统发送的燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率； 所述处理装置连接所述数据传输接口，用以根据获取的所述燃机额定负荷及实发功率和汽机额定负荷及实发功率进行一次调频处理； 所述波形显示记录装置连接所述处理装置，用于记录并显示一次调频处理过程中的数据波形； 所述人机交互接口连接外部计算机，用以提供人机交互的接口 ； 所述电源装置连接所述波形显示记录装置、处理装置、数据传输接口和人机交互接口，用以提供整个一次调频试验装置所需的电源。2.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，其特征在于，所述数据传输接口与外部机组控制系统之间的数据传输为AI/0、DI/0的硬接线连接方式。3.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，其特征在于，还包括指示灯显示装置，设置在所述外壳的右下角，其包括4个状态指示灯，分别用以指示一次调频试验3秒内有响应、15秒内达到总理论变动负荷的90 %、60秒内达到负荷稳定状态、实际转速不等率在4%-5%。4.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，其特征在于，所述人机交互接口包括试验转差信号输入接口控件，用于人为输入试验转差信号。5.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组的一次调频试验装置，其特征在于，所述人机交互接口包括转速不等率目标设定值输入接口控件，用于人为输入燃机转速不等率目标设定值。
【文档编号】G01R31/34GK205507036SQ201620143516
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】张红侠, 高爱国, 李卫华, 骆意, 鲁学农, 尚勇
【申请人】华北电力科学研究院有限责任公司, 国家电网公司