核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法和装置与流程

本发明涉及同期并网技术领域，特别涉及一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法和装置。

背景技术：

随着电力系统的发展，网络连接越来越紧密，容量越来越大，同期并网操作也越加频繁。在实际应用中，要实现发电机与电网同期并网，必须对其同期装置进行调试，保证并网时发电机与电网电压相等、频率一致、相角差为零，并网点两侧的电压向量重合，无冲击电流产生，从而发电机与电网同步无扰动运行。否则非同期并列将产生两倍于发电机三相出口短路电流的冲击电流，其后果非常可怕。

现有的同期并网操作，一般是采用同期装置产生调频脉冲，对发电机进行差频并网调控，而调频脉冲主要依赖于预先设置的调速脉冲参数(包括：调频脉冲宽度和调频周期)。现有同期装置调速脉冲参数一般采用同期装置制造厂商出厂的默认经验通用设定值，但是该默认经验通用设定值并不一定符合或满足现场实际需求，尤其是国内核电在孤岛方式下的并网技术十分不完善，不管是对同期调频和汽轮发电机调速响应闭环控制方面还是对并网时的目标转速设定的技术研究在国内基本处于空白阶段，以上因素都可能导致发电机在同期并网时初始负荷波动较大、波动控制的可靠性低，为此，需要操作人员在并网瞬间进行人工负荷调节。

但是，这样的人工负荷调节对操作人员的经验要求高，而且由于人工负荷调节操作过程存在的诸多人因和外因，一旦操作失误则严重影响发电机组安全稳定运行，甚至危及核安全。

技术实现要素：

为了解决现有技术中同期并网操作时，发电机初始负荷波动过大，难以满足核电站苛刻的安全需求的问题，本发明实施例提供了一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法和装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法，包括：

通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控；

根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，所述调频脉冲参数用于供同期装置产生用于控制发电机调速控制系统的调频脉冲，所述转速调节量用于供发电机调速控制系统调节待测核电站发电机的同期并网时的转速；

根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系；

根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，所述根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，包括：

根据预设的模糊控制算法，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系，调频脉冲参数包括：调频脉冲宽度和调频周期；

通过预设的仿真联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，还包括：

获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，并设定符合待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求的目标转速，所述目标转速用于限制待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，所述获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，包括：

根据如下公式获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS为调速系统的并网瞬时目标转速，NT为待测核电站发电机同期并网后转速，NNOM为待测核电站发电机额定转速，K为待测核电站发电机的不等率，PLE为待测核电站发电机同期并网时的初始负荷，PNOM为待测核电站发电机额定功率。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，还包括：

获取甩厂用电稳定后发电机的实际转速与甩厂用电前当前外部电网频率对应的转速，并计算它们之间的转速差值；

根据计算得到的转速差值，修正调速系统的并网瞬时的目标转速，以使发电机在同期并网前的实际转速满足同期并网需求。

另一方面，本发明实施例提供了一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置，所述装置包括：

监控模块，用于通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控；

获取模块，用于根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，所述调频脉冲参数用于供同期装置产生用于控制发电机调速控制系统的调频脉冲，所述转速调节量用于供发电机调速控制系统调节待测核电站发电机的同期并网时的转速；

所述获取模块，还用于根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系；

设置模块，用于根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动幅度要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置中，所述获取模块，包括：

获取单元，用于根据预设的模糊控制算法，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系，调频脉冲参数包括：调频脉冲宽度和调频周期；

修正单元，用于通过预设的仿真联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置中，所述获取模块，还用于获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，

所述设置模块，还用于设定符合待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求的目标转速，所述目标转速用于限制待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置中，所述获取模块，还用于根据如下公式获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS为调速系统的并网瞬时目标转速，NT为待测核电站发电机同期并网后转速，NNOM为待测核电站发电机额定转速，K为待测核电站发电机的不等率，PLE为待测核电站发电机同期并网时的初始负荷，PNOM为待测核电站发电机额定功率。

在本发明实施例上述的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置中，还包括：

处理模块，用于获取甩厂用电稳定后发电机的实际转速与甩厂用电前当前外部电网频率对应的转速，并计算它们之间的转速差值；

修正模块，用于根据计算得到的转速差值，修正调速系统的并网瞬时的目标转速，以使发电机在同期并网前的实际转速满足同期并网需求。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控；然后根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，并根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系；最后根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。这样上述核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，通过建模仿真和动模联调及理论计算得到符合同期并网操作实际情况的同期装置的调频脉冲参数，而非如现有技术中采用同期装置制造厂商出厂的默认经验通用设定值，有效解决了由于调频脉冲参数不符合实情，而引发的发电机在同期并网时初始负荷波动超调的问题，该方法使得发电机在同期并网时初始负荷波动处于稳定可控状态，大大降低了对人工负荷调节操作的依赖，节省了人力资源，并且满足了核电站发电机同期并网操作的安全需要。此外，该方法还通过短时转速设定值跟踪并网前后转速差的技术方法精准控制调速系统的并网瞬时目标转速，而非如现有技术中采用发电机组并网凭经验设定的目标转速值，有效地解决了目标转速设置不准确的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1是本发明提供的一种应用场景示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法流程图；

图3是本发明实施例一提供的一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法流程图；

图4是本发明实施例二提供的一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种获取模块的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在详细介绍本发明实施方式之前，先结合图1简要介绍一下其应用场景。孤岛运行方式下的待测核电站发电机1需要与外部电网2进行同期并网操作，其同期并网的操作过程是由同期装置3监控，并配合发电机调速控制系统4对待测核电站发电机转速的控制调节来完成的。

实施例一

本发明实施例提供了一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法，参见图2，该方法可以包括：

步骤S11，通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控。

在本实施例中，同期装置，是一种在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置，它可以检测并网点两侧(一侧为待测核电站发电机，另一侧为外部电网)的电网频率、电压幅值、电压相位是否达到条件，以辅助手动并网或实现自动并网。

孤岛运行方式，特指发电机组脱离电网单独带自身厂用电负荷运行的特殊工况，最终发电机组将带厂用电通过500kV开关站自动准同期并网接入电网。

需要说明的是，本实施例中的同期并网操作，主要是采用的电压差值和电压相位差值均为零的差频并网，而差频并网是指为了实现零相位差并网，当同期装置检测到发电机侧与外部电网侧同频时，会发出连续的同频调频脉冲，打破同频，进入差频，达到调节电压相位差的目的。

步骤S12，根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，该调频脉冲参数用于供同期装置产生用于控制发电机调速控制系统的调频脉冲，该转速调节量用于供发电机调速控制系统调节待测核电站发电机的同期并网时的转速。调频脉冲可以包括：增速调频脉冲或减速调频脉冲；转速调节可以包括：增速调节或减速调节。转速调节量为多次转速调节后的调节总量。

在本实施例中，动模联调试验包括：通过对同期装置调频功能原理而建立的建模仿真试验，以及同期装置与发电机调速控制系统之间的联调试验(即同期调频脉冲参数与发电机调速控制系统闭环响应的联调试验)。通过预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，可以使得调频脉冲参数也能适应发电机调速控制系统，减少同期装置与发电机调速控制系统之间不相匹配的问题，进而可以降低同期并网操作时，发电机初始负荷波动过大的风险。此外，上述同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系可以适用于各种机型与工况。

具体地，上述步骤S12可以通过如下方式实现：

步骤S121，根据预设的模糊控制算法，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系，调频脉冲参数包括：调频脉冲宽度和调频周期。

在本实施例中，进入差频并网后(之前的过程为现有技术，这里不再赘述)，同期装置会通过差频调频脉冲(包括增速调频脉冲和减速调频脉冲)继续调节频率差值，在频差过大时发出减速调频脉冲，减小频差；频差过小时发出增速调频脉冲，增大频差。此过程依据模糊控制理论，U＝g(E，C)，式中U—控制量，E—被控量对给定值的偏差，C–被控量偏差的变化率，g—模糊控制算法。

差频调频时，如果同期装置检测到的频差ωS＝ωF-ωX(ωF、ωX分别为待测发电机和外部电网的角频率)为负大，而频率变化率dωs/dt，也是负大，则控制量U为零。因为尽管待测发电机侧的频率比外部电网侧的频率低很多，但当前待测发电机侧的频率正以很高的速度向升高方向变化，因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。模糊控制量的量化体现在均频系数Kf(调频)和均压系数Kv(调压)。

由以上模糊控制原理得知调频脉冲脉宽由均频系数及频差大小决定，即调频脉冲脉宽的高电平宽度＝均频控制系数(设0.5则为500ms)；调频周期大小取决于频差大小，若同期装置检测到的频差越大，同期装置发出的调频脉宽越小，反之若频差越小，则调频脉宽越大。

依据以上同期调频原理可知，发电机同期并网时的转速控制受均频系数和频差大小的影响，频差的大小又最初取决于并网时发电机转速(换算成频率)与外部电网频率的差值大小，均频系数不仅能直接影响发电机转速同时也能影响频差大小，因此设置合理的均频系数与控制并网前两侧的频差大小至关重要，恰恰这两者也都作用于发电机调速控制系统(即发电机调速控制系统)，直接或间接的影响并网时的转速控制量。

步骤S122，通过预设的仿真联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系。

在本实施例中，上述理论推导出来的同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系，可能由于设备运行问题，出现实际效果偏差，例如：由于发电机对转速调节信号反馈迟缓，导致同期装置超发调频脉冲，进而导致发电机调节系统的转速控制量偏高，进而造成待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大的问题。为此，需要通过仿真与联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系，主要是修正同期装置的调频脉冲参数，使得发电机调节系统的转速控制量符合控制要求。

下面以西门子半速发电机为例进行说明：因西门子设计时考虑到发电机调速控制系统需响应快的特点，采用的I/O模块和控制器与GSE/辅机都不相同，采集和处理速度更快。理论计算，从发电机调速控制系统采集信号到阀门动作到位时间T＝2/3ms(I/O采集时间)+32ms(处理时间)+2/3ms(I/O采集时间)+10ms(阀门响应时间，调试数据)＜50ms，又由于核电站发电机侧该调速信号是通过光纤信号从500KV开关站(即待测核电站发电机与外部电网之间的并网点)侧光纤远传柜送至组机侧光纤远传柜(中间隔一条明渠)，再从机组侧光纤远传柜通过光电转换器将信号直接送至发电机调速控制系统，传输时间也应在ms级。因此，从500KV同期调速信号发出到发电机调速阀门动作到位理论上可在100ms内完成，小于同期调频脉宽时间500ms(该数值为同期装置制造商默认值)，所以理论上同期装置调速脉冲信号发出到实际转速调整是同步的，无滞后的。

但当500KV开关站同期装置检测到发电机与外部电网处于同频状态时，同期装置为了加快需找并网点的速度，发加速命令(即增速调频脉冲)给发电机调速控制系统，发电机调速控制系统本身闭环反馈系统响应时间不超过50ms,但因发电机转动惯量较大，发电机本体转速信号变化较慢，从发电机调速控制系统给发电机调速命令至汽轮发电机本体转速达到目标值约需4S(经电气同期系统与仪控调速系统仿真试验与联调试验多次测试可得)，与理论计算的100ms相差甚远，所以待测核电站发电机在进行同期并网时，同期装置认为发电机本体转速并未达到差频并网要求，因此一直给发电机调速控制系统发出增速调频脉冲信号。

针对上述实际情况，在进行了多次仿真联调试验后，对同期装置的调频脉冲参数进行如下修正：1，考虑到对汽轮机转速调节有利等因素，将同频脉宽由500ms改为100ms；2，为了避免因发电机本体较重引起发电机本体转速信号变化有4s的延迟的影响，同频调频周期由设备默认1s改为6S,可避免同期装置认为发电机本体转速未达到差频要求，避免同期装置一直给发电机调速控制系统发调频脉冲信号现象发生。

步骤S13，根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系。

在本实施例中，待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系可以通过多次建模仿真试验计算得到，理论上来说，发电机的转速与其输出功率成正比关系，而此处发电机的负荷是指汽轮发电机输出的电功率，主要是发电机输出的有功功率。此外，在进行仿真试验过程中，也会验证仿真模型的正确性。

在本实施例中，根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，可以计算出发电机同期并网时的转速要求，进而可以计算出发电机调速控制系统的转速调节量的要求，进而计算出符合要求的同期装置的调频脉冲参数。

步骤S14，根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。

在本实施例中，通过设置符合要求的同期装置的调频脉冲参数，使得同期装置对待测核电站发电机进行差频并网操作时，待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动符合要求，负荷波动控制的可靠性高，不仅降低了人工调控发电机负荷的需求，而且也增强了核电站发电机同期并网的安全性，同时也大大降低了同时也大大由于核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大，导致由于功率变化过快造成反应堆堆芯过冷等物理损伤，所带来的核电安全风险。

参见图3，该方法还可以包括：

步骤S15，获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，并设定符合待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动幅度要求的目标转速，该目标转速用于限制待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动。

在本实施例中，调速系统的并网瞬时目标转速的设定值直接影响机组同期并网时初始负荷波动大小，因此是否能及时有效的控制调速系统的并网瞬时目标转速的设定值成为了至关因素。

在本实施例中，通过设置符合要求的同期装置的调频脉冲参数及调速系统的并网瞬时目标转速，使得同期装置对待测核电站发电机进行差频并网操作时，不仅降低了人工调控发电机负荷的需求，而且也增强了核电站发电机同期并网的安全性，同时也大大降低了由于核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大，导致由于功率变化过快造成反应堆堆芯过冷等物理损伤，所带来的核电安全风险。

进一步地，上述步骤S15可以通过如下方式实现：

根据如下公式获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS为调速系统的并网瞬时的目标转速，NT为待测核电站发电机同期并网后转速，NNOM为待测核电站发电机额定转速，K为待测核电站发电机的不等率，PLE为待测核电站发电机同期并网时的初始负荷，PNOM为待测核电站发电机额定功率。

在本实施例中，通过上述公式，可以有效获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，然后通过设置合适的目标转速就可以对待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动进行有效控制。

步骤S16，获取甩厂用电稳定后发电机的实际转速与甩厂用电前外部电网频对应的转速，并计算它们之间的转速差值。

在本实施例中，由于每台发电机组各自带的厂用电负荷情况每时每刻都不同，所以孤岛并网前需进行甩厂用电负荷试验确定(实测)实际转速差来修正调速系统的并网瞬时的目标转速，即修正由于实际情况带来的理论误差。

步骤S17，根据计算得到的转速差值，修正调速系统的并网瞬时的目标转速，以使发电机在同期并网前的实际转速满足同期并网需求。

在本实施例中，上述步骤S16和S17可以通过如下步骤实现：获取待测核电站发电机带厂用电(孤岛运行)所需的转速差值△N，△N＝Nx(甩厂用电前外部电网频率对应转速)-Nc(甩厂用电稳定后发电机实际转速)；再依据孤岛并网时同期允许频差定值整定并网前实际转速Ns与转速差值△N可知发电机同期并网前的目标转速Nm，Nm(同期并网前的目标转速)＝Ns(同期并网前满足频差要求实际转速)+△N(转速差值)，该计算后的转速值Nm供修正当前目标转速。

本发明实施例通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控；然后根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，并根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系；最后根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。这样上述核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，通过建模仿真和动模联调及理论计算得到符合同期并网操作实际情况的同期装置的调频脉冲参数，而非如现有技术中采用同期装置制造厂商出厂的默认经验通用设定值，有效解决了由于调频脉冲参数不符合实情，而引发的发电机在同期并网时初始负荷波动超调的问题，该方法使得发电机在同期并网时初始负荷波动处于稳定可控状态，大大降低了对人工负荷调节操作的依赖，节省了人力资源，并且满足了核电站发电机同期并网操作的安全需要。此外，该方法还通过短时转速设定值跟踪并网前后转速差的技术方法精准控制调速系统的并网瞬时的目标转速，而非如现有技术中采用发电机组并网凭经验设定的目标转速值，有效地解决了目标转速设置不准确的现象。

实施例二

本发明实施例提供了一种核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置，参见图4，该装置可以包括：监控模块100、获取模块200、设置模块300。

监控模块100，用于通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控。

在本实施例中，同期装置，是一种在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置，它可以检测并网点两侧(一侧为待测核电站发电机，另一侧为外部电网)的电网频率、电压幅值、电压相位是否达到条件，以辅助手动并网或实现自动并网。

孤岛运行方式，特指发电机组脱离电网单独带自身厂用电负荷运行的特殊工况，最终发电机组将带厂用电通过500kV开关站自动准同期并网接入电网。

需要说明的是，本实施例中的同期并网操作，主要是采用的电压差值和电压相位差值均为零的差频并网，而差频并网是指为了实现零相位差并网，当同期装置检测到发电机侧与外部电网侧同频时，会发出连续的同频调频脉冲，打破同频，进入差频，达到调节电压相位差的目的。

获取模块200，用于根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，该调频脉冲参数用于供同期装置产生用于控制发电机调速控制系统的调频脉冲，该转速调节量用于供发电机调速控制系统调节待测核电站发电机的同期并网时的转速。调频脉冲可以包括：增速调频脉冲或减速调频脉冲；转速调节可以包括：增速调节或减速调节。转速调节量为多次转速调节后的调节总量。

在本实施例中，动模联调试验包括：通过对同期装置调频功能原理而建立的建模仿真试验，以及同期装置与发电机调速控制系统之间的联调试验(即同期调频脉冲参数与发电机调速控制系统闭环响应的联调试验)。通过预设的仿真联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，可以使得调频脉冲参数也能适应发电机调速控制系统，减少同期装置与发电机调速控制系统之间不相匹配的问题，进而可以降低同期并网操作时，发电机初始负荷波动过大的风险。此外，上述同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系可以适用于各种机型与工况。

获取模块200，还用于根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系。

在本实施例中，待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系可以通过多次建模仿真试验计算得到，理论上来说，发电机的转速与其输出功率成正比关系，而此处发电机的负荷是指汽轮发电机输出的电功率，主要是发电机输出的有功功率。此外，在进行仿真试验过程中，也会验证仿真模型的正确性。

在本实施例中，根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，可以计算出发电机同期并网时的转速要求，进而可以计算出发电机调速控制系统的转速调节量的要求，进而计算出符合要求的同期装置的调频脉冲参数。

设置模块300，用于根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动幅度要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。

在本实施例中，通过设置符合要求的同期装置的调频脉冲参数，使得同期装置对待测核电站发电机进行差频并网操作时，待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动符合要求，负荷波动控制的可靠性高，进而降低了人工调控发电机负荷的需求，同时也增强了核电站发电机同期并网的安全性，降低了由于核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大，导致由于功率变化过大造成反应堆堆芯过冷等物理损伤问题。

具体地，参见图5，获取模块可以包括：获取单元201和修正单元202。

获取单元201，用于根据预设的模糊控制算法，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系，调频脉冲参数包括：调频脉冲宽度和调频周期。

在本实施例中，进入差频并网后(之前的过程为现有技术，这里不再赘述)，同期装置会通过差频调频脉冲(包括增速调频脉冲和减速调频脉冲)继续调节频率差值，在频差过大时发出减速调频脉冲，减小频差；频差过小时发出增速调频脉冲，增大频差。此过程依据模糊控制理论，U＝g(E，C)，式中U—控制量，E—被控量对给定值的偏差，C–被控量偏差的变化率，g—模糊控制算法。

差频调频时，如果同期装置检测到的频差ωS＝ωF-ωX(ωF、ωX分别为待测发电机和外部电网的角频率)为负大，而频率变化率dωs/dt，也是负大，则控制量U为零。因为尽管待测发电机侧的频率比外部电网侧的频率低很多，但当前待测发电机侧的频率正以很高的速度向升高方向变化，因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。模糊控制量的量化体现在均频系数Kf(调频)和均压系数Kv(调压)。

由以上模糊控制原理得知调频脉冲脉宽由均频系数及频差大小决定，即调频脉冲脉宽的高电平宽度＝均频控制系数(设0.5则为500ms)；调频周期大小取决于频差大小，若同期装置检测到的频差越大，同期装置发出的调频脉宽越小，反之若频差越小，则调频脉宽越大。

依据以上同期调频原理可知，发电机同期并网时的转速控制受均频系数和频差大小的影响，频差的大小又最初取决于并网时发电机转速(换算成频率)与外部电网频率的差值大小，均频系数不仅能直接影响发电机转速同时也能影响频差大小，因此设置合理的均频系数与控制并网前两侧的频差大小至关重要，恰恰这两者也都作用于发电机调速控制系统(即发电机调速控制系统)，直接或间接的影响并网时的转速控制量。

修正单元202，用于通过预设的仿真联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速控制量之间的关系。

在本实施例中，上述理论推导出来的同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系，可能由于设备运行问题，出现实际效果偏差，例如：由于发电机对转速调节信号反馈迟缓，导致同期装置超发调频脉冲，进而导致发电机调节系统的转速控制量偏高，进而造成待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大的问题。为此，需要通过仿真联调试验，验证并修正同期装置的调频脉冲参数与发电机调节系统的转速控制量之间的关系，主要是修正同期装置的调频脉冲参数，使得发电机调节系统的转速控制量符合控制要求。

进一步地，获取模块200，还用于获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系。

设置模块300，还用于设定符合待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求的目标转速，该目标转速用于限制待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动。

在本实施例中，调速系统的并网瞬时的目标转速的设定值直接影响机组同期并网时初始负荷波动大小，因此是否能及时有效的控制调速系统的并网瞬时的目标转速的设定值成为了至关因素。

在本实施例中，通过设置符合要求的同期装置的调频脉冲参数及调速系统的并网瞬时目标转速，使得同期装置对待测核电站发电机进行差频并网操作时，不仅降低了人工调控发电机负荷的需求，而且也增强了核电站发电机同期并网的安全性，同时也大大降低了由于核电站发电机同期并网时初始负荷波动过大，导致由于功率变化过快造成反应堆堆芯过冷等物理损伤，所带来的核电安全风险。

进一步地，获取模块200，还用于根据如下公式获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS为调速系统的并网瞬时的目标转速，NT为待测核电站发电机同期并网后转速，NNOM为待测核电站发电机额定转速，K为待测核电站发电机的不等率，PLE为待测核电站发电机同期并网时的初始负荷，PNOM为待测核电站发电机额定功率。

在本实施例中，通过上述公式，可以有效获取待测核电站发电机同期并网时初始负荷与调速系统的并网瞬时目标转速之间的关系，然后通过设置合适的目标转速就可以对待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动进行有效控制。

具体地，参见图6，该装置还可以包括：处理模块400和修改模块500。

处理模块400，用于获取甩厂用电稳定后发电机的实际转速与甩厂用电前当前外部电网频率对应的转速，并计算它们之间的转速差值。

在本实施例中，由于每台发电机组各自带的厂用电负荷情况每时每刻都不同，所以孤岛并网前需进行甩厂用电负荷试验确定(实测)实际转速差来修正调速系统的并网瞬时的目标转速，即修正由于实际情况带来的理论误差。

修改模块500，用于根据计算得到的转速差值，修正调速系统的并网瞬时的目标转速，以使发电机在同期并网前的实际转速满足同期并网需求。

在本实施例中，处理模块400和修改模块500可以通过如方式来工作：获取待测核电站发电机带厂用电(孤岛运行)所需的转速差值△N，△N＝Nx(甩厂用电前外部电网频率对应转速)-Nc(甩厂用电稳定后发电机实际转速)；再依据孤岛并网时同期允许频差定值整定并网前实际转速Ns与转速差值△N可知发电机同期并网前的目标转速Nm，Nm(同期并网前的目标转速)＝Ns(同期并网前满足频差要求实际转速)+△N(转速差值)，该计算后的转速值Nm供修正当前目标转速。

本发明实施例通过同期装置，对孤岛运行方式下的待测核电站发电机和外部电网进行监控；然后根据预设的动模联调试验，获取同期装置的调频脉冲参数与发电机调速控制系统的转速调节量之间的关系，并根据预设的建模仿真试验，获取待测核电站发电机的负荷变化与转速调节量之间的逻辑关系；最后根据待测核电站发电机同期并网时初始负荷波动范围要求，设置同期装置的调频脉冲参数，供同期装置对待测核电站发电机进行孤岛差频并网操作。这样上述核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法中，通过建模仿真和动模联调及理论计算得到符合同期并网操作实际情况的同期装置的调频脉冲参数，而非如现有技术中采用同期装置制造厂商出厂的默认经验通用设定值，有效解决了由于调频脉冲参数不符合实情，而引发的发电机在同期并网时初始负荷波动超调的问题，该方法使得发电机在同期并网时初始负荷波动处于稳定可控状态，大大降低了对人工负荷调节操作的依赖，节省了人力资源，并且满足了核电站发电机同期并网操作的安全需要。此外，该方法还通过短时转速设定值跟踪并网前后转速差的技术方法精准控制调速系统的并网瞬时目标转速，而非如现有技术中采用发电机组并网凭经验设定的目标转速值，有效地解决了目标转速设置不准确的现象。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是：上述实施例提供的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置在实现核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作装置与核电站发电机孤岛运行方式下的同期并网操作方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。