一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法技术

本发明专利技术公开了一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，属于电力调度控制的技术领域。本发明专利技术的调节方法基于由“上/下位机、励磁系统、变送器、主变低压侧电压互感器和发变组”构成的抽水蓄能机组电压控制环结构，具体过程包括了判断机组稳态工况、励磁系统控制发电机定子电压与上位机的电压设定值保持一致、判断机组是否处于暂态工况、维持励磁系统在暂态工况下发电机的定子电压稳定、或者主变低压侧的电压值作为发电机的定子电压反馈给励磁系统维持定子电压稳定的步骤。利用本发明专利技术方法，可以作为现有发电机无功控制功能的备用控制手段，避免现有机组中主用无功控制环一旦故障后机组需要停机问题，稳定电力生产。

A method of stator voltage regulation of pumped storage unit in full state

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法
本专利技术涉及电力调度控制的
，具体的是一种用在蓄能机组上的电压控制方法。
技术介绍
抽水蓄能机组在电网中起着调频调相、削峰填谷、事故备用，稳定电力系统电压、周波，和保证其他发电机组运行效率的重要作用，在现代区域智能电网中，配备一定比例的抽水蓄能机组已经成为必须，抽水蓄能机组的调峰调频质量，将直接影响到电网的安全稳定经济运行和用户侧的电能质量。监控系统下位机是抽水蓄能机组运行控制的核心系统之一，它实现蓄能机组各工况的流程控制、信号监测、报警跳机、与上位机及各其他系统通信，并根据值班员或调度员指令或既定逻辑来控制机组频率、功率和电压。而下位机实现的核心功能之一就是运行抽水蓄能机组全状态定子电压调节策略，承接上级命令，下发电压指令至励磁系统，以此实现定子电压在需要的区间内。现有的抽水蓄能机组的电压是通过无功控制环的策略实现的，该无功控制环的相应电气硬件通常被整合在发电机组的励磁系统内，并设有弱电电子线路对设备进行智能化监控。无功控制策略，就是以无功功率作为被控对象，通过无功功率和电压的物理关系，实现机组无功输出和电压的稳定。但是，当该无功控制环出现缺陷时(比如无功测量出现故障)，整个机组将无法避免出现故障停机、无功超调的严重后果，造成严重的生产安全事故和经济损失。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中一个或者多个问题，本专利技术提出一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，具体技术方案如下：一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，该方法是基于抽水蓄能机组电压控制环进行的，运行该方法的抽水蓄能机组电压控制环由上位机、下位机、具有信息反馈卡的励磁系统、发变组、变送器和主变低压侧电压互感器组成，其中励磁系统还具有主用/备用励磁通道；该方法包括以下步骤：S1.抽水蓄能机组下位机监控机组并网时是否处于稳态工况并上报上位机；若否，则执行步骤S3；若是，则上位机根据下位机上报的状态数据设置定子电压设定值；S2.下位机接收上位机下发的定子电压设定值、励磁系统反馈其内部发变组定子电压设定值，然后计算两者的差值，下位机根据差值给励磁系统下发加/减励磁的指令，使励磁系统的定子电压设定值与定子电压设定值保持一致，然后励磁系统控制的发变组定子电压与上位机的定子电压设定相同；S3.下位机监测机组并网时是否处于发电到转换停机或者抽水调相到抽水的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，则执行步骤S7；若是，则执行步骤S4；S4.下位机接收励磁系统反馈的发变组定子电压设定值、变送器反馈的主变低压侧电压互感器的主变低压侧电压值，并计算两者的差值，然后根据差值对励磁系统发出加/减励磁的指令，使得励磁系统控制的发变组定子电压与主变低压侧电压保持一致；S5.在步骤S4的基础上，若下位机检测到励磁系统反馈的发变组定子电压设定值不能与主变低压侧电压值保持一致，则下位机判断励磁系统主用励磁通道的定子电压控制功能为故障状态，然后执行步骤S6；S6.下位机接收励磁系统所控制的发变组定子电压设定值，并将该定子电压设定值作为上位机的定子电压设定值返回给励磁系统，励磁系统启用备用励磁通道根据定子电压设定值控制发变组的定子电压，以维持发变组的定子电压不变；S7.下位机监测机组并网时是否处于转换停机到空载、转换停机到抽水调相、抽水到转换停机、转换停机到拖动其中任意一种的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，说明机组处于稳态工况，则机组返回S2；若是，则执行步骤S8；S8.下位机接收变送器反馈的主变低压侧电压、励磁系统反馈的发变组定子电压设定值值，并将当前发变组的定子电压设定值作为新的上位机定子电压设定值，直接下发给励磁系统，励磁系统根据该定子电压设定值来控制发变组的定子电压以维持稳定。进一步地，步骤S1中的稳态工况，是指机组处于发电、抽水、抽水调相、发电调相其中任意一个工作状态。进一步地，在步骤S2中更具体的过程为：S21.下位机接收步骤S1中上位机设置的定子电压设定值，同时下位机接收励磁系统反馈的发变组当前定子电压设定值；S22.下位机计算上位机定子电压设定值与发变组当前定子电压设定值的差值；S23.下位机根据差值对励磁系统下发加/减励磁，驱动励磁系统主用励磁通道控制发变组定子电压，直到励磁系统反馈的发变组定子电压与定子电压设定值差值为零，说明发变组定子电压与上位机定子电压设定值保持一致。进一步地，步骤S4中更具体的过程为：S41.下位机接收励磁系统反馈的发变组定子电压设定值和变送器反馈的主变低压侧电压值；S42.下位机计算S41中两个电压值的差值，并根据差值对励磁系统发出加/减励磁的指令；S43.在加/减励磁指令的作用下，励磁系统主用励磁通道不断调整发变组定子电压，直到发变组定子电压与主变低压侧电压值保持一致。进一步地，在步骤S5中，在步骤S4的基础上，当励磁系统在加/减励磁指令的作用下，下位机接收到的励磁系统反馈的定子电压设定值没有发生改变时，说明励磁系统的主用励磁通道没有正确控制发变组的定子电压，此时判断励磁系统主用励磁通道的电压控制出现故障。进一步地，在步骤S6中，下位机以在检测到励磁系统主用励磁通道故障前励磁系统控制的定子电压作为上位机定子电压设定值。进一步地，在步骤S8中更具体的过程为：S81.下位机监测励磁系统反馈主用励磁通道是否故障；若故障，则启用备用励磁通道，然后执行步骤S82；若无故障，则直接执行步骤S82；S82.下位机接收励磁系统反馈的发变组定子电压设定值，并将该发变组电压设定值作为上位机定子电压设定值返回给励磁系统，励磁系统根据设定值控制发变组的定子电压以保持机组运行稳定。本专利技术的抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，相比现有的只用一个无功控制环的蓄能机组的工况调节方法，其有益效果在于：本专利技术的方法，作为备用的控制手段，弥补了大部分抽水蓄能电厂只有无功控制策略而没有电压控制策略的不足。电压控制策略作为快速简单的控制方式，可作为无功控制环故障后的备用控制环，在当蓄能机组原有的主用无功控制失效后，能根据具体的工况，及时稳定住发电机定子的电压，稳定发电机的运行，避免故障停机、无功超调的严重后果，确保电力系统的生产安全。附图说明图1为本专利技术方法的其中一种流程图；图2为图1中方法对应的系统运作原理框图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。为更好说明实施例，附图某些部件或者步骤会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸或者组份或者方法。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构或者步骤及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例，以制备方法和组分相结合的方式，对本专利技术的技术方案做进一步的说明。结合图1与图2所示，抽水蓄能机组的电压控制环由上位机、下位机、变送器、主变低压侧电压互感器(PT)、发变组、励磁系统组成。励磁系统内含有向下位机反馈设备运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，所述方法基于抽水蓄能机组电压控制环进行，所述抽水蓄能机组电压控制环由上位机、下位机、具有信息反馈卡的励磁系统、发变组、变送器和主变低压侧电压互感器组成，其中励磁系统还具有主用/备用励磁通道；其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1.抽水蓄能机组下位机监控机组并网时是否处于稳态工况并上报上位机；若否，则执行步骤S3；若是，则上位机根据下位机上报的数据设置定子电压设定值；/nS2.下位机接收上位机下发的定子电压设定值、励磁系统反馈其内部发变组定子电压设定值，然后计算两者的差值，下位机根据差值给励磁系统下发加/减励磁的指令，使励磁系统的定子电压设定值与定子电压设定值保持一致，然后励磁系统控制的发变组定子电压与上位机的定子电压设定相同；/nS3.下位机监测机组并网时是否处于发电到转换停机或者抽水调相到抽水的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，则执行步骤S7；若是，则执行步骤S4；/nS4.下位机接收励磁系统反馈的发变组定子电压设定值、变送器反馈的主变低压侧电压互感器的主变低压侧电压值，并计算两者的差值，然后根据差值对励磁系统发出加/减励磁的指令，使得励磁系统控制的发变组定子电压与主变低压侧电压保持一致；/nS5.在步骤S4的基础上，若下位机检测到励磁系统反馈的发变组定子电压设定值不能与主变低压侧电压值保持一致，则下位机判断励磁系统主用励磁通道的定子电压控制功能为故障状态，然后执行步骤S6；/nS6.下位机接收励磁系统所控制的发变组定子电压设定值，并将该定子电压设定值作为上位机的定子电压设定值返回给励磁系统，励磁系统启用备用励磁通道根据定子电压设定值控制发变组的定子电压，以维持发变组的定子电压不变；/nS7.下位机监测机组并网时是否处于转换停机到空载、转换停机到抽水调相、抽水到转换停机、转换停机到拖动其中任意一种的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，说明机组处于稳态工况，则机组返回S2；若是，则执行步骤S8；/nS8.下位机接收变送器反馈的主变低压侧电压、励磁系统反馈的发变组定子电压设定值值，并将当前发变组的定子电压设定值作为新的上位机定子电压设定值，直接下发给励磁系统，励磁系统根据该定子电压设定值来控制发变组的定子电压以维持稳定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，所述方法基于抽水蓄能机组电压控制环进行，所述抽水蓄能机组电压控制环由上位机、下位机、具有信息反馈卡的励磁系统、发变组、变送器和主变低压侧电压互感器组成，其中励磁系统还具有主用/备用励磁通道；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.抽水蓄能机组下位机监控机组并网时是否处于稳态工况并上报上位机；若否，则执行步骤S3；若是，则上位机根据下位机上报的数据设置定子电压设定值；
S2.下位机接收上位机下发的定子电压设定值、励磁系统反馈其内部发变组定子电压设定值，然后计算两者的差值，下位机根据差值给励磁系统下发加/减励磁的指令，使励磁系统的定子电压设定值与定子电压设定值保持一致，然后励磁系统控制的发变组定子电压与上位机的定子电压设定相同；
S3.下位机监测机组并网时是否处于发电到转换停机或者抽水调相到抽水的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，则执行步骤S7；若是，则执行步骤S4；
S4.下位机接收励磁系统反馈的发变组定子电压设定值、变送器反馈的主变低压侧电压互感器的主变低压侧电压值，并计算两者的差值，然后根据差值对励磁系统发出加/减励磁的指令，使得励磁系统控制的发变组定子电压与主变低压侧电压保持一致；
S5.在步骤S4的基础上，若下位机检测到励磁系统反馈的发变组定子电压设定值不能与主变低压侧电压值保持一致，则下位机判断励磁系统主用励磁通道的定子电压控制功能为故障状态，然后执行步骤S6；
S6.下位机接收励磁系统所控制的发变组定子电压设定值，并将该定子电压设定值作为上位机的定子电压设定值返回给励磁系统，励磁系统启用备用励磁通道根据定子电压设定值控制发变组的定子电压，以维持发变组的定子电压不变；
S7.下位机监测机组并网时是否处于转换停机到空载、转换停机到抽水调相、抽水到转换停机、转换停机到拖动其中任意一种的工况，并将监测数据传送给上位机；若否，说明机组处于稳态工况，则机组返回S2；若是，则执行步骤S8；
S8.下位机接收变送器反馈的主变低压侧电压、励磁系统反馈的发变组定子电压设定值值，并将当前发变组的定子电压设定值作为新的上位机定子电压设定值，直接下发给励磁系统，励磁系统根据该定子电压设定值来控制发变组的定子电压以维持稳定。


2.根据权利要求1所述抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，彭涛，卢勇，方峻，代雄，杨铭轩，贺儒飞，陈凤华，黄中杰，邱小波，茹浩，梁彦，于亚雄，严汉秋，徐开炜，高玥颖，梁业全，
申请(专利权)人：广东蓄能发电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44