大型水电机组调速控制模式切换方法与流程

本发明涉及大型水电机组调速控制模式切换方法，具体涉及一种大型水电机组调速控制模式切换方法。

背景技术：

1、目前，大型水轮发电机组的自动控制系统一般采用可编程逻辑控制器等数字设备组成现地控制单元来实现。

2、调速器整体功能设计上，调速器应具有频率控制、功率控制、开度控制、导叶开度限制、最大功率限制、频率跟踪控制、在线自诊断及其处理、时钟同步等功能。当调速器内部发生故障或电网侧发生故障时，调速器各种控制方式切换过程中可能造成水轮机运行不稳定和出力波动，甚至出现低频振荡，极有可能对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。

3、现有技术中水轮机调速器控制系统研究多侧重于对调速电液转换、pid输出、频率、功率等方面进行研究，而在对调速器控制模式切换流程等方面研究甚少。

4、因此，需要一种可以确保电力设备安全稳定运行和机组长期高效运行的大型水电机组调速控制模式切换方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大型水电机组调速控制模式切换方法。以期解决背景技术中存在的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种大型水电机组调速控制模式切换方法，所述方法基于调速器控制器实现，所述方法包括：

4、步骤1、状态初始化；

5、步骤2、判断调速器控制柜的控制把手是否处于第一预设位，响应于是，进入步骤3；否则，进入步骤17；

6、步骤3、判断大型水电机组出口的通用断路器是否处于第一预设状态，响应于是，分别进入步骤5、步骤7、步骤9、步骤15和步骤18；否则，进入步骤4；

7、步骤4、确定调速器的控制方式为频率模式；

8、步骤5、判断是否收到调速现地触摸屏切换频率模式的命令，响应于是，进入步骤6；

9、步骤6、确定所述调速器的控制方式为频率模式负载态，所述大型水电机组通过频率模式来调节负荷；

10、步骤7、控制所述调速器的控制方式参与调速器控制器频差检测；所述检测包括：判断频差是否满足第一预设条件，响应于满足，进入步骤8；否则继续所述检测；

11、步骤8、采集多路机组频率信号，进行机组频率信号冗余测量；基于第一预设方式进行频率通道品质判断后参与逻辑判断，以确保机组频率信号正常，返回步骤6；

12、步骤9、判断是否收到监控有功闭环模式投入命令，响应于是，进入步骤10；否则，进入步骤16；

13、步骤10、判断监控模拟量功率给定通道是否正常，响应于是，进入步骤11；否则，进入步骤14；

14、步骤11、响应于检测到监控切功率模拟量模式命令，进入步骤12；

15、步骤12、采集多路有功功率信号，并进行冗余测量，基于所述第一预设方式判断调速器功率采样是否正常，响应于采样正常进入步骤13；

16、步骤13、确定控制方式为功率模式，基于第二预设方式改变功率给定值，并下发相应的调节动作，以达到调节机组功率的目的；

17、步骤14、响应于检测到监控切功率脉冲调节模式命令，返回步骤12；

18、步骤15、响应于检测到调速现地触摸屏切功率模式命令，返回步骤12；

19、步骤16、响应于检测到监控切开度模式命令，进入步骤17；

20、步骤17、确定控制方式为开度模式；通过第三预设方式改变导叶开度，下发动作导叶的指令，以达到调节机组功率的目的；

21、步骤18、响应于检测到现地触摸屏切开度模式命令，返回步骤17；

22、步骤19、响应于步骤13中，调速功率采样故障，确定控制方式切换至开度模式，返回步骤17；

23、步骤20、响应于控制方式为功率模式，且检测到监控功率采样与调速功率采样差值满足第二预设条件，采集计算机监控系统的监控功率，判断监控功率与调速功率是否满足第三预设条件，响应于所述监控功率与所述调速功率满足第三预设条件返回步骤17；响应于所述监控功率与所述调速功率不满足第三预设条件，继续本步骤。

24、在一些实施例中，所述第一预设位为导叶自动位，所述第一预设状态为合闸状态，即大型水电机组处于并网态。

25、在一些实施例中，所述步骤4中，所述大型水电机组处于非并网态，所述非并网态包括停机备用、开机过程、空转态、空载态、停机过程中至少一种。

26、在一些实施例中，所述第一预设条件包括所述频差大于第一阈值。

27、在一些实施例中，所述第一阈值为0.5hz-0.6hz。

28、在一些实施例中，所述第二预设方式包括监控下发模拟量功率给定方式或者通过功率脉冲调节的方式。

29、在一些实施例中，所述第三预设方式包括通过监控远方增减信号改变开度给定值的方式，或现地触摸屏下发开度给定值的方式。

30、在一些实施例中，所述步骤17中，增减导叶开度的速度与增减信号的脉冲宽度和频率有关。

31、在一些实施例中，所述第二预设条件包括所述监控功率采样与所述调速功率采样差值超过第二阈值。

32、在一些实施例中，所述第二阈值为机组额定功率的5％。

33、有益效果

34、本发明与现有技术相比，其显著优点是：

35、本发明的方案充分利用现有程序条件判断、科学合理的流程来执行大型水电机组调速控制模式切换流程，在复杂、不确定性的电网运行情况下，在基于现有的采集信号上，创新性提出调速器控制三种模式(频率模式、功率模式、开度模式)切换机制，机组在正常运行过程中或故障切换过程中，控制模式切换逻辑策略完备、功能齐全，能有效防范切换过程中造成出力异常或波动，同时切换后及时按照监控或现地指令调节负荷，确保电网安全稳定运行，而且大幅提高调速控制模式切换的可靠性、安全性，有效防范负荷波动、重大设备设施损坏发生。

技术特征：

1.一种大型水电机组调速控制模式切换方法，所述方法基于调速器控制器实现，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第一预设位为导叶自动位，所述第一预设状态为合闸状态，即大型水电机组处于并网态。

3.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述步骤4中，所述大型水电机组处于非并网态，所述非并网态包括停机备用、开机过程、空转态、空载态、停机过程中至少一种。

4.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第一预设条件包括所述频差大于第一阈值。

5.根据权利要求4所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第一阈值为0.5hz-0.6hz。

6.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第二预设方式包括监控下发模拟量功率给定方式或者通过功率脉冲调节的方式。

7.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第三预设方式包括通过监控远方增减信号改变开度给定值的方式，或现地触摸屏下发开度给定值的方式。

8.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述步骤17中，增减导叶开度的速度与增减信号的脉冲宽度和频率有关。

9.根据权利要求1所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第二预设条件包括所述监控功率采样与所述调速功率采样差值超过第二阈值。

10.根据权利要求9所述的大型水电机组调速控制模式切换方法，其特征在于，所述第二阈值为机组额定功率的5％。

技术总结
本发明提供了一种大型水电机组调速控制模式切换方法，所述方法基于调速器控制器实现，所述方法包括：步骤1、状态初始化；步骤2、判断调速器控制柜的控制把手是否处于第一预设位，响应于是，进入步骤3；否则，进入步骤17；步骤3、判断大型水电机组出口的通用断路器是否处于第一预设状态，响应于是，分别进入步骤5、步骤7、步骤9、步骤15和步骤18；否则，进入步骤4；步骤4、确定调速器的控制方式为频率模式；步骤5、判断是否收到调速现地触摸屏切换频率模式的命令，响应于是，进入步骤6；步骤6、确定所述调速器的控制方式为频率模式负载态，所述大型水电机组通过频率模式来调节负荷。

技术研发人员：汪林,李妮婷,王杰飞,任刚,谢秋华,夏建华,徐龙,李辉,丁萁琦,万鹏,刘超,王登贤,田源泉,王义辉,高玲,明星宇,薛云蛟,段锐波,谭帅,郭列,蒋燕
受保护的技术使用者：三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14