专利名称：海上电网负电站荷分配的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉 及到海上电网技术，特别涉及到一种海上电网电站负荷分配的方法及系统。
背景技术：
目前，随着海上石油平台的不断增加，用电负荷越来越大，原有的单电站供电的模式已经不能满足对用电可靠性的需求，海上电网已经成为一个大趋势。而，海上电网的负荷分配系统是海上电网中必不可少的组成部分。陆地电网被视为无穷大功率，其负荷分配系统不需要考虑应付暂态冲击下的抗冲击能力；而海上电网是局部小电网，其热备用余量有限，如果有发电机组因为暂态冲击造成停机或离网，很有可能会引起局部甚至整个电网的崩溃，所以陆地电网的负荷分配系统不能完全照搬到海上电网中应用。而且，海上电网对安全性、可靠性的要求，都是陆地电网所不能比拟的，因此设计一种安全、可靠的海上电网负荷分配系统，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种海上电网电站负荷分配的方法及系统，提升了海上电网的完全性以及可靠性。本发明提出一种海上电网电站负荷分配的方法，包括步骤当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力；当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。优选地，所述当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力；当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。优选地，所述当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力，同时减少最大出力发电机的出力。优选地，所述当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值的步骤后还包括当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷；当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。优选地，所述当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括
当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力；当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。本发明还提出一种海上电网电站负荷分配的系统，包括第一判断模块，用于当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；第一调节模块，用于当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力；第二判断模块，用于当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；第二调节模块，用于当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。优选地，所述第一调节模块具体用于当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力；当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。优选地，所述第二调节模块具体用于当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力，同时减少最大出力发电机的出力。优选地，所述海上电网电站负荷分配的系统还包括第三判断模块，用于当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷；第三调节模块，用于当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。优选地，所述第三调节模块具体用于当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力；当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。本发明的海上电网电站负荷分配的方法及系统，通过PMS对海上电网电站中发电机的出力进行自动平衡分配，保证电网内各节点的抗冲击能力，提升了电网应对各种突发情况的能力，增强电网的稳定性以及降低发电成本。
图1是本发明海上电网电站负荷分配的方法一实施例中步骤流程示意图；图2是本发明海上电网电站负荷分配的方法一实施例中另一步骤流程示意图；图3是本发明海上电网电站负荷分配的系统一实施例中结构示意图；图4是本发明海上电网电站负荷分配的系统一实施例中另一结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参照图1，提出本发明一种海上电网电站负荷分配的方法的一实施例。该方法包括步骤S10、当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；当不处于预设区域内，进行步骤Sll ；当处于预设区域内，进行步骤S12 ；步骤S11、调节最大出力或最小出力发电机的出力；
步骤S12、判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；步骤S13、当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。海上油田PMS(Power Management System，电力管理系统)确认电网电站中在线的发电机处于无差调节(ISOCH)模式，则通过有功传感器(RealPower Sensor)自动平衡分配发电机出力；如果为有差调节(DROOP)模式，则由PMS自动平衡分配发电机出力。该自动平衡分配包括等比率调节模式以及调度调节模式等。该PMS通过上述海上电网电站方法进行平衡调节；本实施例中主要详述等比率调节模式。等比率调节是指各发电机组的实际出力占其额定出力的百分比保持一致，并还可将发电成本控制加入修正。该调度调节可为根据电网调度指令指定电网内任一发电机组的稳态出力。该等比率调节的计算可将电网电站负荷、潮流分布以及在线机组信息等作为参考因素。该电网调度指令根据电网的实际情况产生，可考虑发电机组本身原因或者潮流分布方面考虑等。上述预设区域可根据电网电站的实际情况设定，比如通常可设定为49. 9Hz至 50. IHz之间(49. 9Hz <电站频率< 50. IHz)。如果电站频率不处于该预设区域(即电站频率小于等于49. 9Hz或大于等于50. IHz)，则可调节电网电站中最大出力或最小出力发电机的出力，平衡发电机的出力。由于海上电网功率是有限的，运行过程中很可能会碰到频率漂移的现象，可通过监视电网频率，在频率超限时将电网频率调整到允许范围内。如果电站频率在该预设区域内，再判断该最小出力发电机与最大出力发电机的出力比(功率比)，当出力比小于预设值(比如Pmin/Pmax<0.9)，则海上油田PMS认为发电机出力没有处于等比率模式，可调节电网电站中最大出力或最小出力发电机的出力，平衡发电机的出力。该Pmin以及Pmax的相关数据可以预先获取。由于电站存在联网和不联网两种状态，在联网状态下频率由电网负荷分配控制， 不联网状态下的频率需要由电站负荷分配控制。上述海上电网电站负荷分配的方法，通过PMS对海上电网电站中发电机的出力进行自动平衡分配，保证电网内各节点的抗冲击能力，提升了电网应对各种突发情况的能力， 增强电网的稳定性以及降低发电成本。上述步骤Sll具体包括当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力； 当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。当该预设区域为49. 9Hz至50. 1Hz，在电站频率大于50. IHz时，减少电网电站中最大出力发电机的出力；在电站频率小于49. 9Hz时，增加最小出力发电机的出力。上述步骤S13具体包括当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力，同时减少最大出力发电机的出力。当该预设值为0.9，在最小出力发电机与最大出力发电机的出力比小于0.9时，该海上油田PMS认为发电机出力没有处于等比率模式，需进行等比率调节，即可增加最小出力发电机出力(Pmin)，同时减少最大出力发电机出力(Pmax)。参照图2，上述步骤S12后还包括步骤S14、当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷；
步骤S140、当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。上述PMS可为电网电站设置分配负荷。当上述最小出力发电机与最大出力发电机的出力比等于预设值(比如Riiin/Pmax >= 0. 9)，则PMS认为各在线发电机出力已经处于平衡，可保持该电站频率不变，不进行频率调整；当该出力比大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷。如果处于分配负荷，则不进行调整；如果不为分配负荷，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。上述步骤S140具体包括当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力；当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。如果上述电网电站总出力不为分配负荷，当该电网电站总出力高于分配负荷时， 减少电网电站中最大出力发电机的出力；当该电网电站总出力低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。海上电网电站中还可使用调度调节模式，进行发电机出力的自动平衡分配。首先， 设定电网电站的预设总出力和调节死区；如果电网电站的实际总出力<预设总出力-死区，则增加最小出力发电机的出力；如果电网电站的实际总出力>预设总出力+死区，则减少最大出力发电机的出力；如果预设总出力-死区<电网电站的实际总出力<预设总出力 +死区，则保持不变。即使预设总出力-死区< 电网电站的实际总出力< 预设总出力+死区，但最小出力发电机与最大出力发电机的出力比小于预设值(比如Riiin/Pmax < 0. 9)，PMS认为发电机出力没有处于平衡，将增加最小出力发电机出力，同时减少最大出力发电机出力。参照图3，本发明提出一种海上电网电站负荷分配的系统的一实施例。该系统包括第一判断模块21，用于当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；第一调节模块22，用于当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力；第二判断模块23，用于当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；第二调节模块M，用于当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。海上油田PMS(Power Management System，电力管理系统)确认电网电站中在线的发电机处于无差调节(ISOCH)模式，则通过有功传感器(RealPower Sensor)自动平衡分配发电机出力；如果为有差调节(DROOP)模式，则由PMS自动平衡分配发电机出力。该自动平衡分配包括等比率调节模式以及调度调节模式等。该PMS通过上述海上电网电站系统进行平衡调节；本实施例中主要详述等比率调节模式。等比率调节是指各发电机组的实际出力占其额定出力的百分比保持一致，并还可将发电成本控制加入修正。该调度调节可为根据电网调度指令指定电网内任一发电机组的稳态出力。该等比率调节的计算可将电网电站负荷、潮流分布以及在线机组信息等作为参考因素。该电网调度指令根据电网的实际情况产生，可考虑发电机组本身原因或者潮流分布方面考虑等。上述预设区域可根据电网电站的实际情况设定，比如通常可设定为49. 9Hz至 50. IHz之间(49. 9Hz <电站频率< 50. IHz)。可通过上述第一判断模块21对该电站频率进 行判断，如果电站频率不处于该预设区域(即电站频率小于等于49. 9Hz或大于等于 50. IHz)，则可通过上述第一调节模块22调节电网电站中最大出力或最小出力发电机的出力，平衡发电机的出力。由于海上电网功率是有限的，运行过程中很可能会碰到频率漂移的现象，可通过监视电网频率，在频率超限时将电网频率调整到允许范围内。如果电站频率在该预设区域内，再通过第二判断模块23判断该最小出力发电机与最大出力发电机的出力比(功率比)，当出力比小于预设值(比如Pmin/Pmax < 0. 9)，则海上油田PMS认为发电机出力没有处于等比率模式，可通过第二调节模块24调节电网电站中最大出力或最小出力发电机的出力，平衡发电机的出力。该Pmin以及Pmax的相关数据可以预先获取。由于电站存在联网和不联网两种状态，在联网状态下频率由电网负荷分配控制， 不联网状态下的频率需要由电站负荷分配控制。上述海上电网电站负荷分配的系统，通过PMS对海上电网电站中发电机的出力进行自动平衡分配，保证电网内各节点的抗冲击能力，提升了电网应对各种突发情况的能力， 增强电网的稳定性以及降低发电成本。上述第一调节模块22具体用于当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力；当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。当该预设区域为49. 9Hz至50. 1Hz，在电站频率大于50. IHz时，减少电网电站中最大出力发电机的出力；在电站频率小于49. 9Hz时，增加最小出力发电机的出力。上述第二调节模块24具体用于当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力， 同时减少最大出力发电机的出力。当该预设值为0.9，在最小出力发电机与最大出力发电机的出力比小于0.9时，该海上油田PMS认为发电机出力没有处于等比率模式，需进行等比率调节，即可增加最小出力发电机出力(Pmin)，同时减少最大出力发电机出力(Pmax)。参照图4，上述海上电网电站负荷分配的系统还包括第三判断模块25以及第三调节模块26;该第三判断模块25，用于当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷；该第三调节模块26，用于当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。上述PMS可为电网电站设置分配负荷。当上述最小出力发电机与最大出力发电机的出力比等于预设值(比如Pmin/Pmax >= 0. 9)，则PMS认为各在线发电机出力已经处于平衡，可保持该电站频率不变，不进行频率调整；当该出力比大于预设值时，再利用第三判断模块25判断电网电站总出力是否为分配负荷。如果处于分配负荷，则不进行调整；如果不为分配负荷，则利用第三调节模块26调节最大出力或最小出力发电机的出力。上述第三调节模块26具体用于当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力；当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。如果上述电网电站总出力不为分配负荷，当该电网电站总出力高于分配负荷时，减少电网电站中最大出力发电机的出力；当该电网电站总出力低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。海上电网电站中还可使用调度调节模式，进行发电机出力的自动平衡分配。首先， 设定电网电站的预设总出力和调节死区；如果电网电站的实际总出力<预设总出力-死区，则增加最小出力发电机的出力；如果电网电站的实际总出力>预设总出力+死区，则减少最大出力发电机的出力；如果预设总出力-死区<电网电站的实际总出力<预设总出力 +死区，则保持不变。即使预设总出力-死区< 电网电站的实际总出力< 预设总出力+死区，但最小出力发电机与最大出力发电机的出力比小于预设值(比如Riiin/Pmax < 0. 9)，PMS认为发电机出力没有处于平衡，将增加最小出力发电机出力，同时减少最大出力发电机出力。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种海上电网电站负荷分配的方法，其特征在于，包括步骤当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内； 当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力； 当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值； 当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。
2.根据权利要求1所述的海上电网电站负荷分配的方法，其特征在于，所述当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力； 当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。
3.根据权利要求1所述的海上电网电站负荷分配的方法，其特征在于，所述当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力，同时减少最大出力发电机的出力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的海上电网电站负荷分配的方法，其特征在于，所述当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值的步骤后还包括当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷； 当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。
5.根据权利要求4所述的海上电网电站负荷分配的方法，其特征在于，所述当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力的步骤具体包括当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力； 当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。
6.一种海上电网电站负荷分配的系统，其特征在于，包括第一判断模块，用于当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；第一调节模块，用于当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力； 第二判断模块，用于当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；第二调节模块，用于当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。
7.根据权利要求6所述的海上电网电站负荷分配的系统，其特征在于，所述第一调节模块具体用于当高于预设区域最大值时，减少最大出力发电机的出力； 当低于预设区域最小值时，增加最小出力发电机的出力。
8.根据权利要求6所述的海上电网电站负荷分配的系统，其特征在于，所述第二调节模块具体用于当小于预设值时，增加最小出力发电机的出力，同时减少最大出力发电机的出力。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的海上电网电站负荷分配的系统，其特征在于，还包括第三判断模块，用于当大于预设值时，再判断电网电站总出力是否为分配负荷； 第三调节模块，用于当不为分配负荷时，调节最大出力或最小出力发电机的出力。
10.根据权利要求9所述的海上电网电站负荷分配的系统，其特征在于，所述第三调节模块具体用于当高于分配负荷时，减少最大出力发电机的出力； 当低于分配负荷时，增加最小出力发电机的出力。
全文摘要
本发明揭示了一种海上电网电站负荷分配的方法及系统。该方法包括步骤当电网电站中发电机处于有差调节模式，判断电站频率是否处于预设区域内；当不处于预设区域内，调节最大出力或最小出力发电机的出力；当处于预设区域内，再判断最大出力与最小出力发电机的功率比是否小于预设值；当小于预设值时，则调节最大出力或最小出力发电机的出力。本发明通过PMS对海上电网电站中发电机的出力进行自动平衡分配，保证电网内各节点的抗冲击能力，提升了电网应对各种突发情况的能力，增强电网的稳定性以及降低发电成本。
文档编号H02J3/46GK102201678SQ20111014479
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者李凌云, 郝富强 申请人:深圳市行健自动化系统有限公司