技术领域本发明涉及继电保护领域，具体地，涉及一种对发电系统进行零功率保护的方法和装置。
背景技术：
随着特高压、大电网的形成，发电厂输送通道建设中多采用同杆双回线架设技术。采用该技术虽然能有效地减少线路数量，节约线路走廊，但也带来了诸如线路故障率增加、对电厂危害加深等问题。当发生双回线线间故障或异常、倒塔等故障时，将造成发电厂的发电机无法送出功率，可能造成汽轮机超速，发电机超压等问题。大型火力发电机在高负荷情况下，如果送出功率突然下降，将会导致极端电压上升、汽轮机转速升高，此时无电气量保护动作。因此，需要提供能够检测故障发生，在故障发生时对发电系统进行零功率保护的技术方案。
技术实现要素：
本发明的目的是提供对发电系统进行零功率保护的方法和装置，以解决上述技术问题，至少部分地解决上述技术问题。为了实现上述目的，本发明提供一种对发电系统进行零功率保护的方法，该方法包括：接收监测的发电机的有功功率，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较；如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作。优选地，所述方法还包括接收监测的发电机的出口线电压，将出口线电压与预设电压值比较；当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。优选地，所述方法还包括监测发电机的主汽门状态；当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。优选地，所述将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较包括将发电机的有功功率与预设功率高值进行比较输出第一信号，当发电机的有功功率大于预设功率高值时，第一信号为高电平，否则，第一信号为低电平；将发电机的有功功率与预设功率低值进行比较输出第二信号，当发电机的有功功率小于预设功率低值时，第二信号为高电平，否则，第二信号为低电平。优选地，所述如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作包括将第一信号经过预设时长延时后与第二信号进行与运算，使用与运算后的输出信号对发电系统的零功率保护进行启动。优选地，所述将出口线电压与预设电压值比较包括将出口线电压与预设电压值比较输出第三信号，当出口线电压小于预设电压值时，第三信号为高电平，否则，第三信号为低电平；所述当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护包括将第三信号进行非运算后，与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的出口线电压小于预设电压值时闭锁所述发电系统的零功率保护。优选地，所述监测发电机的主汽门状态包括监测发电机的主汽门状态输出第四信号，当发电机的主汽门状态为闭状态时，第四信号为高电平，否则，第四信号为低电平；所述当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护包括将第四信号进行非运算后，与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的主汽门为关闭状态时闭锁所述发电系统的零功率保护。根据本发明的另一方面。提供了一种对发电系统进行零功率保护的装置，该装置包括比较模块，用于接收监测的发电机的有功功率，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较；保护模块，用于如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作。优选地，所述比较模块还用于接收监测的发电机的出口线电压，将出口线电压与预设电压值比较；所述保护模块还用于当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。优选地，所述装置还包括主汽门状态监测器，用于监测发电机的主汽门状态；所述保护模块还用于当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。优选地，所述比较模块包括第一比较器，用于将发电机的有功功率与预设功率高值进行比较输出第一信号，当发电机的有功功率大于预设功率高值时，输出的第一信号为高电平，否则，输出的第一信号为低电平；第二比较器，用于将发电机的有功功率与预设功率低值进行比较输出第二信号，当发电机的有功功率小于预设功率低值时，输出的第二信号为高电平，否则，输出的第二信号为低电平。优选地，所述保护模块包括与门、延时器和零功率保护启动器，所述延时器用于对第一信号进行预设时长延时，将延时后信号输入所述与门；所述与门用于将经过延时后的第一信号同输入的第二信号进行与运算，将与运算后的信号输入所述零功率保护启动器；所述零功率保护启动器用于根据输入的信号对发电系统的零功率保护进行启动。优选地，所述比较模块还包括第三比较器，用于将出口线电压与预设电压值比较输出第三信号，当出口线电压小于预设电压值时，输出的第三信号为高电平，否则，输出的第三信号为低电平；所述保护模块还包括非门，用于将第三信号进行非运算后，输出到所述与门，以与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的出口线电压小于预设电压值时闭锁所述发电系统的零功率保护。优选地，所述主汽门状态监测器用于监测发电机的主汽门状态输出第四信号，当发电机的主汽门状态为闭状态时，输出的第四信号为高电平，否则，输出的第四信号为低电平；所述保护模块还包括非门，用于将第四信号进行非运算后，输出到所述与门，以与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的主汽门为关闭状态时闭锁所述发电系统的零功率保护。通过上述技术方案，接收监测的发电机的有功功率，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较；如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作。如此，能够在故障发生时，及时对发电系统进行零功率保护，进而避免对发电机造成损害。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的方法的流程图；图2是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的器件连接关系的示意图；图3是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的器件连接关系的示意图；图4是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的器件连接关系的示意图；图5是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的组件的逻辑关系示意图；图6是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的装置的结构图；图7是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的装置的结构图。具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1是根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的方法的流程图，该方法可以通过控制系统或硬件电路实现，本发明对此没有特别限制。如图1所示，该方法包括如下步骤。在步骤S110中，接收监测的发电机的有功功率，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较。举例而言，可以使用发电机保护设备(例如，设备G60)对发电机的有功功率进行监测。例如，采用两个发电机保护设备对发电机的有功功率分别进行监测，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较。在一实施方式中，所述将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较可包括将发电机的有功功率与预设功率高值进行比较输出第一信号，当发电机的有功功率大于预设功率高值时，第一信号为高电平，否则，第一信号为低电平；以及将发电机的有功功率与预设功率低值进行比较输出第二信号，当发电机的有功功率小于预设功率低值时，第二信号为高电平，否则，第二信号为低电平。在步骤S120中，如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作。在一实施方式中，所述如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作可包括将第一信号经过预设时长延时后与第二信号进行与运算，使用与运算后的输出信号对发电系统的零功率保护进行启动。例如，如图2所示，使用第一比较器将发电机的有功功率与预设功率高值进行比较，输出第一信号，使用延时器将第一信号延时后输入与门；使用第二比较器将发电机的有功功率与预设功率低值进行比较，输出第二信号，将第二信号输入与门。将与门的输出信号输入零功率保护启动器来对发电系统的零功率保护进行启动。这样，当发电机有功功率从高于预设功率高值突然下降到低于预设功率低值时，第一信号为高电平信号，经过延时时长(例如，10秒延时)后，与第二信号进行与操作。如果发电机的有功功率在延时时长内返回到大于预设功率低值，则第二信号为低电平，此时经过与运算后的信号为低电平，发电系统的零功率保护不会被启动。如果发电机的有功功率在延时时长后小于预设功率低值，则第二信号为高电平，此时经过与运算后的信号为高电平，发电系统的零功率保护被启动。如此，对于因为系统扰动等原因造成的功率变化不进行零功率保护，能够有效避免零功率保护的误操作。在一实施方式中，本发明中方法还可包括接收监测的发电机的出口线电压，将出口线电压与预设电压值比较；当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。举例而言，所述将出口线电压与预设电压值比较可包括将出口线电压与预设电压值比较输出第三信号，当出口线电压小于预设电压值时，第三信号为高电平，否则，第三信号为低电平；所述当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护可包括将第三信号进行非运算后，与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的出口线电压小于预设电压值时闭锁发电系统的零功率保护。例如，如图3所示，使用第三比较器将出口线电压与预设电压值比较输出第三信号，当出口线电压小于预设电压值时，第三信号为高电平，否则，第三信号为低电平。然后，将第三比较器输出的第三信号输入非门进行非运算，将非门的输出信号输入与门与第一信号和第二信号进行与运算。将与门的输出信号输入零功率保护启动器来对发电系统的零功率保护进行控制。采用上述方法，当出口线电压小于预设电压值(为相欠电压)时，闭锁零功率保护。当PT(电压互感器)断线或振荡中心处于发电机组内部时，发电机的机端电压将会严重降低，此时测量到的发电机机端电压小于预设电压值，计算的有功功率小于预设功率低值，采用上述方法，零功率保护被闭锁。另外，当发电机机端短路时，机端电压低于预设电压值，此时可由主保护(例如差动保护)来进行故障切除，进而避免造成汽轮机组超速和发电机变压器过电压，也不会影响零功率保护的性能。在一实施方式中，方法还可包括监测发电机的主汽门状态；当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。举例而言，所述监测发电机的主汽门状态可包括监测发电机的主汽门状态输出第四信号，当监测发电机的主汽门状态为闭状态时，第四信号为高电平，否则，第四信号为低电平；所述当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护可包括将第四信号进行非运算后，与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算来在发电机的主汽门为关闭状态时闭锁所述发电系统的零功率保护。例如，如图4所示，使用主汽门状态监测器监测发电机的主汽门状态输出第四信号，当监测发电机的主汽门状态为闭状态时，第四信号为高电平，否则，第四信号为低电平。将主汽门状态监测器输出的第四信号输入非门进行非运算，将非门的输出信号输入与门同第一信号和第二信号进行与运算。将与门的输出信号输入零功率保护启动器来对发电系统的零功率保护进行控制。采用上述技术方案，当主汽门关闭时，发电系统的零功率保护被闭锁。在机组动力部分存在问题时，由发电机逆功率来做出反应，零功率保护不进行参与。以下使用发电机保护设备G60中灵活组件来实现上述方法。如图5所示，其为根据本发明一实施方式的对发电系统进行零功率保护的组件的逻辑关系示意图。其中，发电系统可包括发电机和变压器等。发电机出口不设出口断路器。每个发电机配置2套发电机保护设备G60。图5中，组件193-199为第一发套电机保护设备G60的组件，组件200-207为第二套发电机保护设备G60的组件。其中，虚线表示逻辑组件由虚线连接的对应发电机保护设备G60的组件完成。组件193、200(相欠电压3启动)在发电机的出口线电压小于预设电压值时，发出高电平信号；组件194、201(主汽门常开点接通(H5A))在主汽门为关闭状态时，发送高电平信号。组件197(PF)(FE11)启动)，FE11为第一电机保护设备G60的灵活组件，当发电机的出口的有功功率小于预设功率低值时，输出高电平。组件204(PF<(FE12)启动)，FE12为第二电机保护设备G60的灵活组件，当发电机的出口的有功功率大于预设功率高值时，输出高电平。此外，组件195、202实现逻辑或运算，组件196、203实现逻辑非运算，组件198、205实现逻辑与运算，组件199、206实现延时，组件207进行零功率保护操作。如图5所示，组件193和组件194输出的信号经或运算，以及非运算后与组件197输出信号进行与运算；组件200和组件201输出的信号经或运算、非运算后同组件204输出信号，以及第一与门(与(2)，由组件198实现)输出的经过组件199(timer27)延时后信号进行与运算(第二与门(与(3)，由组件205实现)处的与运算)，输出信号经过延时后控制零功率保护。采用上述逻辑结构能够实现本发明中方法。当发电机启机并网过程中，有功功率从零开始上升时，有功功率小于预设功率低值，但是因为没有监测到有功功率大于预设功率高值，零功率保护不会被启动。当有功功率大于预设功率高值时，但是因为没有在延时时间之后监测到有功功率小于预设功率低值，零功率保护不会被启动。当发电机有功功率从高于预设功率高值突然下降到低于预设功率低值时，如果发电机的有功功率在延时时长(例如，10秒延时)内返回到大于预设功率低值，则发电系统的零功率保护不会被启动。如果发电机的有功功率在延时时长后小于预设功率低值，则发电系统的零功率保护被启动。如此，对于因为系统扰动等原因造成的功率变化不进行零功率保护，能够有效避免零功率保护的误操作。当出口线电压小于预设电压值(为相欠电压)时，闭锁零功率保护。当PT(电压互感器)断线或振荡中心处于发电机组内部时，发电机的机端电压将会严重降低，此时测量到的发电机机端电压小于预设电压值，计算的有功功率小于预设功率低值，采用上述方法，零功率保护被闭锁。另外，当发电机机端短路时，机端电压低于预设电压值，此时可由主保护(例如差动保护)来进行故障切除，进而避免造成汽轮机组超速和发电机变压器过电压，也不会影响零功率保护的性能。采用上述技术方案，当主汽门关闭时，发电系统的零功率保护被闭锁。在机组发生非功率断面故障时，由发电机逆功率来做出反应，零功率保护不进行参与。零功率保护在硬压板投入时，以全停方式出口，即解列、跳灭磁开关、关汽轮机主汽门，同时，还可以增加“零功率保护”LED显示(例如，在原G60装置面板增加“零功率保护”LED显示)，方便运行人员及时掌握该保护动作情况。在上述方法中，充分利用厂站内发电机保护设备的灵活性，对发电系统实现零功率保护，无需增加其他保护设备，仅需要将零功率保护出口，以开入量方式接至非电量保护，实现出口，能够节约成本；使用两个发电机保护设备实现所述技术方案，具备双重化配置原则，可靠性更高；增加“零功率保护”指示，方便运行及检修人员及时掌握保护动作情况。如图6所示，一种对发电系统进行零功率保护的装置可包括如下模块。比较模块610用于接收监测的发电机的有功功率，将发电机的有功功率与预设功率高值和预设功率低值分别进行比较；保护模块620用于如果发电机的有功功率大于预设功率高值且在预设时长后发电机的有功功率为小于预设功率低值，则对发电系统进行零功率保护操作。在一实施例中，比较模块610还用于接收监测的发电机的出口线电压，将出口线电压与预设电压值比较；保护模块620还用于当发电机的出口线电压小于预设电压值时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。在一实施例中，如图7所示，装置还包括主汽门状态监测器710，用于监测发电机的主汽门状态；保护模块620还用于当发电机的主汽门为关闭状态时，闭锁发电系统的零功率保护，以对所述发电系统不进行零功率保护操作。在一实施例中，如图2所示，比较模块610可包括第一比较器，用于将发电机的有功功率与预设功率高值进行比较输出第一信号，当发电机的有功功率大于预设功率高值时，输出的第一信号为高电平，否则，输出的第一信号为低电平；第二比较器，用于将发电机的有功功率与预设功率低值进行比较输出第二信号，当发电机的有功功率小于预设功率低值时，输出的第二信号为高电平，否则，输出的第二信号为低电平。在一实施例中，如图2所示，保护模块620可包括与门、延时器和零功率保护启动器，延时器用于对第一信号进行预设时长延时，将延时后信号输入所述与门；与门用于将经过延时后的第一信号同输入的第二信号进行与运算，将与运算后的信号输入零功率保护启动器；零功率保护启动器用于根据输入的信号对发电系统的零功率保护进行启动。在一实施例中，如图3所示，比较模块610还可包括第三比较器，用于将出口线电压与预设电压值比较输出第三信号，当出口线电压小于预设电压值时，输出的第三信号为高电平，否则，输出的第三信号为低电平；保护模块620还可包括非门，用于将第三信号进行非运算后，输出到所述与门，以与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算将与运算后的信号输入零功率保护启动器，来在发电机的出口线电压小于预设电压值时闭锁所述发电系统的零功率保护。在一实施例中，如图4所示，主汽门状态监测器710用于监测发电机的主汽门状态输出第四信号，当发电机的主汽门状态为闭状态时，输出的第四信号为高电平，否则，输出的第四信号为低电平；保护模块620还可包括非门，用于将第四信号进行非运算后，输出到所述与门，以与第二信号和经过预设时长后的第一信号进行与运算将与运算后的信号输入零功率保护启动器，来在发电机的主汽门为关闭状态时闭锁所述发电系统的零功率保护。上述装置与前述方法相对应，具体说明可参考方法中详细描述，在此不再赘述。通过本发明中技术方案，能够在故障发生时，及时对发电机进行零功率保护，进而避免对发电机造成损害；并且能够防止因为有功功率摆动导致错误进行零功率保护操作的发生。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。