制继电器，避免了因为其他系统故障导致黑启动失败的问题，进一步完善了该发明的多适应性。
[0026]3、通过人工输入或从系统中读取发电厂拓扑结构，优化电机的启动顺序，提高发电厂黑启动过程的经济性、快速性和稳定性。其中经济性是指充分利用已启动发电机的出力，以已启动的发电机带未启动的发电机，依次启动，从而减少储能电源的消耗;快速性是指通过对已启动发电机出力的准确计算，确定下一步同时启动的发电机数量，实现I带N，N带N2的指数型启动;稳定性是指由发电厂拓扑结构得到发电机及辅机的启动顺序，从而避免功率突变及功率不平衡导致的黑启动失败。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的系统应用框图。
[0028]图2是本发明的装置结构框图。
[0029]图3是本发明的程序系统架构图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0031]如图1所示，本发明的多适应性黑启动装置，可以与EMS系统、SCADA系统、G00SE网、SV网和其他系统双向通信，通过EMS系统或GOOSE网控制断路器，通过SCADA系统或SV网获取电网数据，在特殊情况下也可以直接由装置的开出板控制断路器，由AD采样板获取电网数据。
[0032]在黑启动装置开始黑启动程序前，需要人工输入或从系统中读取发电厂的拓扑结构，并人工输入定值和参数。黑启动装置通过优化算法，确定发电机和辅机的启动顺序。黑启动装置开始执行黑启动程序后，向启动优先级在前的发电机或辅机发送命令，使该电机的断路器闭合。黑启动装置检测到黑启动电源出口电压满足预先设定的值时，装置发送命令，使出口断路器闭合，从而该发电机启动成功，开始向发电厂母线供电。
[0033]当有发电机启动后，其出力可以为其他未启动的发电机辅路供电，由黑启动装置确定启动数量和顺序。以此类推，可以经济、快速、稳定地启动整个发电厂。
[0034]以光伏电厂作为黑启动电源带动风机辅机为例，多适应性黑启动装置用AD采样板与互感器连接，采集交流母线电能数据，用开出板连接断路器，控制断路器开合，用开入板连接继电器、断路器，检测开合状态。黑启动程序运行前，人工输入定值和参数。黑启动程序启动，当光伏电厂交流母线上电压、频率稳定在允许范围内，黑启动装置通过开出板闭合断路器，光伏电厂向风电场供电。黑启动装置检测黑启动电源和风电场交流母线上电压、频率，当稳定在允许范围内后，黑启动装置通过开出板闭合断路器，启动风电场的一个辅机。
[0035]以风电场黑启动为例，多适应性黑启动装置通过通信板，用以太网与风电场的EMS系统和SCADA系统连接，控制电机启动并读取黑启动电源和交流母线的电能数据。在黑启动程序运行前，人工输入风电场的拓扑结构，人工输入定值和参数如交流母线电压允许范围、电流允许范围、最小风速、风机数量、风机优先级等。黑启动装置运行优化算法，计算出风机、辅机的启动顺序。黑启动程序启动，当风速满足要求后，启动优先级最高的风机，黑启动装置从SCADA系统中实时获取风机的出口电压，当出口电压满足要求后，该装置通过EMS系统控制风机并网，该风机开始向交流母线供电。黑启动装置从SCADA系统中获取交流母线上的电能数据，通过控制FACTS装置，将母线电压稳定在允许范围内。当母线上电压电流稳定后，根据优先级，逐步启动其他辅机及风机，从而启动整个风电场。
[0036]以拥有智能变电站的火电厂黑启动为例，多适应性黑启动装置通过通信板与GOOSE网和SV网连接，向GOOSE网发送命令控制断路器开合，从SV网读取数据，获得黑启动电源和交流母线的电能数据。黑启动程序启动前，人工输入火电厂的拓扑结构，人工输入定值和参数。黑启动装置启动优化算法，获得各发电机和辅机的启动顺序。黑启动程序启动，黑启动装置向GOOSE网发送命令，启动柴油发电机，装置通过SV网读取发电机端电压。当电压满足要求后，黑启动装置向GOOSE网发送命令，闭合断路器，柴油发电机向交流母线送电。黑启动装置通过SV网实时读取交流母线电能数据，当电压满足要求后，黑启动装置发送命令，启动优先级最尚的辅机，之后发送命令启动优先级最尚的发电机。发电机出口电压满足要求后，黑启动装置发送命令控制该发电机并网。逐步启动其他辅机和发电机，从而启动整个火电厂。
[0037]在本发明构思下，本发明有多种具体实施形式，可根据具体环境具体设计，在此就不详述了。上述实施步骤不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种多适应性黑启动装置，其特征在于:所述多适应性黑启动装置的通讯板包括:以太网接口、RS232接口、RS485接口，所述多适应性黑启动装置通过上述接口与外部系统进行连接;将通信分为三层:链路层、协议层和应用层，层与层之间由程序接口进行连接，各层之间没有耦合，互不干扰，在链路层中将以太网接口、RS232接口、RS485接口抽象为统一的程序接口，在协议层中将IEC61850、M0DBUS、IEC60870-5-104、IEC61970通讯协议抽象为统一的程序接口，装置与其他系统通信时，应用层程序不考虑具体通信协议和具体的通信接口。2.根据权利要求1所述的多适应性黑启动，其特征在于:所述装置内部主控板与通信板、AD板、开入板、开出板之间分别由两条互为备份的RS485连接，主控板与其他板件都挂载在同一条CAN总线上;所述装置由通信板与电厂SCADA系统或SV网连接，从中读取电网数据，在特殊情况下直接将互感器信号接入AD采样板从而读取电网数据;所述装置由通信板与电厂EMS系统或GOOSE网连接，向其发送命令，控制断路器、隔离开关，在特殊情况下用开出板直接控制断路器、隔离开关。3.根据权利要求1所述的多适应性黑启动，其特征在于:所述装置由通信板与上位机连接，从上位机软件中输入发电厂拓扑结构，所述装置执行优化程序，自动优化启动顺序。
【专利摘要】本发明公开了多适应性黑启动装置，该装置支持IEC61850、MODBUS、104、IEC61970通讯协议，解决了黑启动时不同电厂间的不同协议下系统不能互联的问题。该装置包括主控板、通信板、AD板、开入板、开出板和人机接口。正常情况下，从SCADA系统读取电网数据，当电厂系统故障时，该装置由AD板获取电网数据，由开出板控制继电器，避免了因其他系统故障导致黑启动失败的问题。主控板为逻辑处理中心；通信板是装置与外部通讯的核心；AD板是本系统获取电网数据的硬件核心；开入板监测继电器的开合状态；开出板控制继电器开合。该装置能够实现电厂在脱离电网情形下的自启动，并能适应多种通讯协议和多种现场情况，提高电厂黑启动的经济性、快速性和稳定性。
【IPC分类】H02J3/00, H02J13/00
【公开号】CN105633960
【申请号】CN201610133217
【发明人】汤奕, 刘增稷, 刘煜谦, 申振
【申请人】东南大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月9日