专利名称：：一种多参数自动准同期控制方法
技术领域：
：本发明涉及电力系统自动控制
技术领域：
，尤其是一种多参数自动准同期控制方法。
背景技术：
：自动准同期装置是控制和调节发电机与电网，或者电网与电网之间并网运行时常用的自动控制设备。常规发电机组只有发电一种稳定运行的工况，机组同期并网采用发电同期方式，同期装置只需一套同期参数。因此，传统的自动准同期装置，只要一套同期参数，同期条件主要考虑发电同期方式，即可满足大多数发电机组的需要。近些年来，由于抽水蓄能电站在电网中具有的削峰填谷、紧急事故备用的特殊功能，使得抽水蓄能电站在电力系统起到越来越重要的作用。然而，大型抽水蓄能电厂一般有发电、发电调相、抽水、抽水调相、停机五种稳定运行工况。抽水启动主启动方式为变频器启动，后备启动方式为背靠背启动。机组同期并网采用发电同期、变频器同期及背靠背同期三种方式。三种同期方式的转速调整对象和调整参数、同期越前时间均不相同，不同工况对同期参数有不同的要求。而传统的自动准同期装置仅能设置一套同期参数，不能满足抽水蓄能电站多种运行工况同期并网的需求，因此在机组变频器同期、背靠背同期时给发电机带来一定电气冲击，冲击电流给发电机造成很大危害，对电力系统安全运行也很不利。针对抽水蓄能机组在发电、抽水并网工况差异较大的现实情况，研究适用于抽水蓄能电厂的专用同期控制方法，并用其进行并网控制，减少机组并网时的电气冲击，成为一项亟待解决的问题。
发明内容本发明的目的在于，针对目前自动准同期装置只能提供一套同期参数，不能满足抽水蓄能机组多工况稳定运行的需要，提供一种多参数自动准同期控制方法，使用该方法实现的多参数自动准同期并网，可以提供多套同期参数，实现抽水蓄能机组在多工况条件下的稳定运行。本发明的技术方案是一种多参数自动准同期控制方法，其特征是所述方法包括下列步骤步骤l:在同期控制回路中，安装多参数自动准同期装置；步骤2:在监控系统控制组态中，增加发电工况、变频抽水工况、背靠背抽水工况和同期启动命令四个开关量；步骤3:在多参数自动准同期装置中，分别设定发电工况、变频抽水工况、背靠背抽水工况的同期参数；步骤4:多参数自动准同期装置送出无故障信号，监控系统通过DCS的DI模件接收此信号；步骤5:监控系统在控制流程中检测到发电机的机端电压达到额定值的85%以上，MFP判断机组当前运行工况并将工况信息通过DCS的DO模件送到多参数自动准同期装置，同期装置通过接收到的工况信息选择相应的同期参数，工况信息发出15秒后主控制器MFP发出启动多参数自动准同期装置命令；步骤6:MFP将控制权交与多参数自动准同期装置；步骤7:多参数自动准同期装置对待并两侧电压进行采集处理、计算频率差和相角差；步骤8:根据步骤3设定的相应工况下的同期参数，判断是否满足差频同期条件，如果满足，则执行步骤ll，发出同期合闸脉冲；如果不满足，则执行步骤9;步骤9:当压差和频差不满足同期条件时，同期装置采用传统的PID调节方式对电压和频率进行调节，使发电机达到并网条件；步骤10:捕捉相角差，采用最小二乘法原理，根据相角差采样数据利用残差递推方法预报同期点；步骤ll:最终发出同期合闸脉冲，完成并网控制。所述步骤2中，多参数自动准同期装置配备同期检査继电器进行同期合闸闭锁；当多参数自动准同期装置故障或同期并网不成功时，发送多参数自动准同期装置故障或同期失败的信号给DCS，由MFP发出告警并在操作员站上显示；同时在MFP控制组态中设定闭锁，在多参数自动准同期装置故障时判断"预启动条件不满足"，不允许开机。所述步骤9中，同期装置采用传统的PID调节方式对电压和频率进行调节，是通过同期装置发出调速脉冲，与转速调整对象配合进行发电机转速调节实现的；其中，转速调整对象在发电工况下，为本台机组的调速器；在变频抽水工况下，为变频器；在背靠背抽水工况下，为拖动机组的调速器。本发明的效果在于，使用多参数自动准同期并网，可以适应于抽水蓄能机组发电同期、变频器同期、背靠背同期等多种工况同期方式。根据不同工况下的同期并网条件不同，在同期装置中设计了多套同期参数，实现了同期装置与调速器系统、励磁系统、变频器控制系统的最佳配合。通过对本发明的应用，縮短了机组同期并网时间，减小了机组并网的电气冲击，提高了发电机和GIS(GasInsulatedSwitchgear:气体绝缘开关)组合开关系统使用寿命。图1是多参数自动准同期控制方法流程图。图2是双微机多参数自动准同期装置原理图。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。图l是多参数自动准同期控制方法流程图。图中，步骤101是要在现有同期控制回路中，安装多参数自动准同期装置。图2是本发明使用到的一种双微机多参数自动准同期装置的原理图。该装置由硬件和软件两部分组成。硬件采用DSP和ARM作为装置的主CPU和辅CPU。主CPU完成数据采集、计算，电压、频率调节和同期捕捉功能，辅CPU完成相角闭锁，人机交互和通讯功能。考虑到数据传送系统在大数据量的情况下会造成数据堵塞现象，因此在系统设计的过程中经过多方面的比较，采用了双口RAM这一方案。DSP将采集到的数据和同期的状态等信息写入双口RAM,ARM将这些信息用于LCD显示，或以通信的方式发送出去。同时，ARM也有独立的通道进行相角采集，对同期操作进行闭锁。辅CPU闭锁相角的功能是为了防止主CPU故障而导致误发合闸令。这类似于原来单CPU的准同期装置的合闸回路串联一个同步检查继电器，避免发电机在大相角差时并网。从这一点来说，二者构成了一个表决系统。在多参数自动准同期装置安装时，根据自动准同期装置的接线原理和同期控制原理，在监控控制柜内完成同期装置、输出继电器及与监控系统的硬件连接。同期装置采用220V交流电源供电，取自监控控制柜电源配电装置出口。电源配电装置由四路电源通过两个逆变电源供电，能够保证同期装置电源的可靠性。系统电压和母线电压从PT二次侧到监控控制柜，直接接入同期装置，减少了原回路转接的中间环节，降低了相序接反的可能。图1中，步骤102是为了满足同期装置所需的工况选择条件，在监控组态中增加了发电工况、变频抽水工况、背靠背抽水工况、同期启动命令四个开关量输出信号送到同期装置。同时由同期装置送出"同期装置故障"信号到监控系统作为同期允许的判断条件。其方法是配备同期检査继电器进行同期合闸闭锁，当多参数自动准同期装置故障或同期并网不成功时，发送多参数自动准同期装置故障或同期失败的信号给DCS(集散控制系统)，由MFP(Multi-FunctionProcessor多功能处理器)发出告警并在操作员站上显示；同时在MFP控制组态中设定闭锁，在多参数自动准同期装置故障时判断"预启动条件不满足"，不允许开机。图1中，步骤103根据不同工况下的同期导前时间和调整转速脉冲时间间隔的不同，在同期装置中设计三套同期参数。三套同期参数的不同主要有两点一点是同期装置发出的合闸脉冲导前时间TDL不同。发电工况的导前时间主要考虑断路器合闸动作时间；变频抽水工况的导前时间考虑变频器停止时间、启动回路断开时间、断路器合闸动作时间；背靠背抽水工况的导前时间考虑发电启动机组回路断开时间、断路器合闸动作时间。另一点是同期装置发出的调整转速脉冲的时间间隔Tf不同。发电工况转速调整对象为本台机组的调速器；变频抽水工况转速调整对象为变频器；背靠背抽水工况转速调整对象为拖动机组的调速器。经过现场测试确定不同工况下同期延迟时间和转速调整时间，反复试验优化同期参数，实现了与调速器系统、励磁系统、变频器控制系统的最佳配合。下表(表l)是经过实测确定的三种工况下的同期参数。表l:三种工况下机组并网的三套同期参数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>图1中，步骤104多参数自动准同期装置送出无故障信号，监控系统通过DCS的DI(开关量输入)模件接收此信号。图1中，步骤105监控系统在控制流程中检测到发电机的机端电压达到额定值的85%以上，MFP判断机组当前运行工况并将工况信息通过DCS的DO模件送到多参数自动准同期装置，同期装置通过接收到的工况信息选择相应的同期参数，工况信息发出15秒后主控制器MFP发出启动多参数自动准同期装置命令。图1中，步骤106在多参数自动准同期装置启动后，MFP将控制权交与多参数自动准同期装置。图1中，步骤107多参数自动准同期装置对待并两侧电压进行采集处理、计算频率差和相角差。交流量采集采用每周波24点采样，经过软件滤波器计算后，用傅氏算法计算电压有效值。由于发电机同期时，机组侧频率会发生变化，会给电压有效值的计算带来误差，因此，采用频率跟踪交流采样技术进行电压有效值测量(即根据测得的频率动态改变采样周期)。图1中，步骤108根据步骤103设定的同期参数，判断是否满足差频同期条件，如果满足，则执行步骤lll，发出合闸脉冲完成并网控制；否则，执行步骤109。图1中，步骤109当差频同期条件不满足时，采用传统的PID调节方式调节电压和频率达到并网条件。同期装置采用传统的PID调节方式对电压和频率进行调节，通过同期装置发出调速脉冲，与转速调整对象配合进行发电机转速调节实现；其中，转速调整对象在发电工况下，为本台机组的调速器；在变频抽水工况下，为变频器；在背靠背抽水工况下，.为拖动机组的调速器。图1中，步骤IIO，在执行步骤109使电压和频率达到并网条件后，捕捉相角差，采用最小二乘法原理，根据相角差采样数据利用残差递推方法预报同期点。图1中，步骤lll，当达到同期点时，发出合闸脉冲，实现同期控制。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。权利要求1.一种多参数自动准同期控制方法，其特征是所述方法包括下列步骤步骤1在同期控制回路中，安装多参数自动准同期装置；步骤2在监控系统控制组态中，增加发电工况、变频抽水工况、背靠背抽水工况和同期启动命令四个开关量；步骤3在多参数自动准同期装置中，分别设定发电工况、变频抽水工况、背靠背抽水工况的同期参数；步骤4多参数自动准同期装置送出无故障信号，监控系统通过DCS的DI模件接收此信号；步骤5监控系统在控制流程中检测到发电机的机端电压达到额定值的85％以上，MFP判断机组当前运行工况并将工况信息通过DCS的DO模件送到多参数自动准同期装置，同期装置通过接收到的工况信息选择相应的同期参数，工况信息发出15秒后主控制器MFP发出启动多参数自动准同期装置命令；步骤6MFP将控制权交与多参数自动准同期装置；步骤7多参数自动准同期装置对待并两侧电压进行采集处理、计算频率差和相角差；步骤8根据步骤3设定的相应工况下的同期参数，判断是否满足差频同期条件，如果满足，则执行步骤11，发出同期合闸脉冲；如果不满足，则执行步骤9；步骤9当压差和频差不满足同期条件时，同期装置采用传统的PID调节方式对电压和频率进行调节，使发电机达到并网条件；步骤10捕捉相角差，采用最小二乘法原理，根据相角差采样数据利用残差递推方法预报同期点；步骤11最终发出同期合闸脉冲，完成并网控制。2、根据权利要求1所述的一种多参数自动准同期控制方法，其特征是所述步骤2中，多参数自动准同期装置配备同期检査继电器进行同期合闸闭锁；当多参数自动准同期装置故障或同期并网不成功时，发送多参数自动准同期装置故障或同期失败的信号给DCS，由MFP发出告警并在操作员站上显示；同时在MFP控制组态中设定闭锁，在多参数自动准同期装置故障时判断"预启动条件不满足"，不允许开机。3、根据权利要求1所述的一种多参数自动准同期控制方法，其特征是所述步骤9中，同期装置采用传统的PID调节方式对电压和频率进行调节，是通过同期装置发出调速脉冲，与转速调整对象配合进行发电机转速调节实现的；其中，转速调整对象在发电工况下，为本台机组的调速器；在变频抽水工况下，为变频器；在背靠背抽水工况下，为拖动机组的调速器。全文摘要本发明公开了电力系统自动控制
技术领域：
中一种多参数自动准同期控制方法。技术方案是，在现有同期控制回路中安装多参数自动准同期装置，并在该装置中设定工况和同期参数；之后，由该装置对待并两侧电压进行采集、计算频率差和相角差；捕捉同期类型、调节发电机转速；根据不同的同期类型，结合设定的同期参数，判断是否满足同期条件；在满足同期条件时，发出合闸脉冲实现并网；不满足时，采用传统的PID调节方式调节电压和频率达到并网条件，并捕捉相角差，预报同期点，最终实现并网控制。本发明实现了同期装置与调速器系统、励磁系统、变频器控制系统的最佳配合；减小了机组并网的电气冲击，提高了发电机和GIS组合开关系统使用寿命。文档编号H02J3/40GK101369732SQ20081022425公开日2009年2月18日申请日期2008年10月14日优先权日2008年10月14日发明者任志武,吕志娟,孔祥武,孙潇潇,施美霖,杨占良,樊玉林,王春亭,琛谢申请人:华北电网有限公司北京十三陵蓄能电厂