一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法和系统。本发明专利技术的汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法包括步骤：实时测量汽轮发电机组转速与电网频率；计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值；判断汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值是否超过设定值，如果超过设定值则开始计时并计数；当一分钟内差值超过设定值的次数达到设定次数，即认为该汽轮发电机组正在发生强迫振荡，向汽轮发电机组发出退出一次调频和协调控制模式指令，并发出报警信号；如在一分钟内差值达不到设定次数，则重新计数。本发明专利技术可以检测到强迫振荡并阻止强迫振荡继续发生，防止了汽轮发电机组长时间振荡而危害机组安全。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法和系统
本专利技术涉及电力系统低频振荡领域，尤其是一种汽轮发电机组受到干扰时发生强迫振荡的检测及控制方法和系统。
技术介绍
近年来，随着电力系统网架结构的不断演化，交直流特高压远距离输电工程大量投运，新能源发电机组的大规模并网，我国电力系统低频振荡事件频繁发生。电力系统低频振荡是指电力系统在受到干扰的情况下发生一种功角稳定性问题，通常表现为有功功率2.5Hz以下的频率振荡，如振荡幅值得不到收敛，它将威胁电力系统安全，严重时会导致电力系统的崩溃。汽轮发电机组在运行时很容易受到干扰而发生功率晃动现象，如果功率晃动幅值超出一定范围或不能自行衰减，将会给机组的安全稳定运行带来严重威胁。汽轮发电机组参与的强迫振荡是低频振荡的一种表现形式，其对机组运行安全性的影响主要体现在转速和功率的周期性大幅度晃动。当汽轮机转速超过死区，机组一次调频回路发挥作用，汽轮机调节阀根据一次调频回路指令随着转速的振荡而反复开关晃动，此时应尽快采取措施平息转速和功率振荡，减小低频振荡对汽轮发电机组造成的危害。目前汽轮发电机组还不具备自动识别强迫振荡能力，无法在振荡发生初期自动检测识别并快速响应，发电机组转速、功率以及调节阀长时间大幅度晃动，增加了汽轮发电机组跳机风险。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，及时检测识别汽轮发电机组强迫振荡，并针对性的采取应对措施，使发电机组快速恢复平稳运行，本专利技术提供一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法和系统，其用于快速检测识别汽轮发电机组强迫振荡，并阻止强迫振荡继续发生，以防止汽轮发电机组长时间振荡而危害机组安全。本专利技术采用的技术方案为：一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其包括步骤：1)实时测量汽轮发电机组转速与电网频率；2)计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn；3)判断汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn是否超过设定值n0，如果超过设定值n0则开始计时并计数；4)当一分钟内差值Δn超过设定值n0的次数达到设定次数i0次，即认为该汽轮发电机组正在发生强迫振荡，向汽轮发电机组发出退出一次调频和协调控制模式指令，并发出报警信号；如在一分钟内差值Δn达不到设定次数i0，则重新计数。火电机组在发生强迫振荡期间，转速发生大幅度周期性振荡，电网频率发生同周期振荡，转速振荡幅值与电网频率振荡幅值相差较大。稳定并网运行火电机组，机组转速与电网频率对应转速基本保持一致。基于上述理论，本专利技术提出了采用汽轮发电机组实时测量转速与实时电网频率之间转速差进行判断机组是否发生强迫振荡的方法。基于上述汽轮发电机组强迫振荡检测方法，本专利技术提出一种汽轮发电机组强迫振荡控制方法，在发电机组发生强迫振荡时，发出控制指令，退出机组一次调频功能，将机组退出协调控制模式，并发出报警信号。进一步地，步骤2)中，汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn采用如下计算公式：Δn＝nc-fw×60，式中：Δn—汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值，r/min；nc—汽轮发电机组转速，r/min；fw—电网频率，Hz。进一步地，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据不同机组设置不同参数。进一步地，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据机组发生强迫振荡时转速与电网频率数据进行选取。本专利技术还提供以下技术方案：一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制系统，其包括：转速测量模块，用于实时测量汽轮发电机组转速，并输出给转速差计算模块；电网频率测量模块，用于实时测量电网频率，并输出给转速差计算模块；转速差计算模块，用于计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速之间的差值，并输入到判断模块；判断模块，用于判断差值Δn是否达到设定值n0，如果超过设定值n0则计时计数模块进行计时并计数；如果没有超过设定值n0则返回至转速测量模块和电网频率测量模块；计时计数模块，用于一分钟内差值Δn超过设定值n0次数的计数；当一分钟内差值Δn超过设定值n0的次数达到设定次数i0，即认为该汽轮发电机组正在发生强迫振荡，向汽轮发电机组发出退出一次调频和协调控制模式指令，并发出报警信号；如在一分钟内差值Δn超过设定值n0的次数达不到设定次数i0，则重新计数。本专利技术根据上述的汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法形成一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制系统，用于安装在集散控制系统DCS中。进一步地，所述的转速差计算模块中，汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn采用如下计算公式：Δn＝nc-fw×60，式中：Δn—汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值，r/min；nc—汽轮发电机组转速，r/min；fw—电网频率，Hz。进一步地，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据不同机组设置不同参数。进一步地，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据机组发生强迫振荡时转速与电网频率数据进行选取。进一步地，汽轮发电机组实时转速测量值与电网频率测量值选取采样频率相同且频率高的信号，便于满足后续计算要求。进一步地，考虑到系统兼容性以及可操作性，所述的检测及控制系统搭建在集散控制系统DCS中，并将检测及控制系统所在逻辑页采用高速扫描，扫描频率不低于100Hz。本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术能及时检测识别汽轮发电机组强迫振荡；当检测到强迫振荡发生后，向机组发出退出一次调频和协调控制指令，并发出报警信号，阻止强迫振荡继续发生，防止了汽轮发电机组长时间振荡而危害机组安全。附图说明为了更加清楚说明本专利技术所述汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法和系统，下面对本
技术实现思路
及实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍。图1为本专利技术所述汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法的流程图；图2为本专利技术所述汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法的SAMA图(图中K1、K2表示换算系数；HISP、LOSP分别表示逻辑触发设定值中的高值和低值；S、R表示控制模块SR触发器的不同通道；AND表示控制模块“与”模块；COUNT表示计数器模块)；图3为本专利技术具体实施方式中汽轮发电机组强迫振荡期间机组转速测量值与电网频率对比图，其中为便于分析，电网频率转换为对应转速；图4为汽轮发电机组强迫振荡期间机组转速测量值与电网频率对应转速之差；图5为本专利技术所述汽轮发电机组强迫振荡检测及控制系统的结构图。为了图示简单和清楚，以上附图给出了本专利技术所述方法简要流程图以及简要SAMA图，为了避免不必要的模糊本专利技术，可以省略已知特征和技术的描述和细节。具体实施方式为了使本
人员更好的理解本专利技术所述方法，下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。在本专利技术的精神和权利要求的保护范围内，对本专利技术做出的任何修改和变更，都落入本专利技术的保护范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其特征在于，包括步骤：/n1)实时测量汽轮发电机组转速与电网频率；/n2)计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn；/n3)判断汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn是否超过设定值n

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其特征在于，包括步骤：
1)实时测量汽轮发电机组转速与电网频率；
2)计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn；
3)判断汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn是否超过设定值n0，如果超过设定值n0则开始计时并计数；
4)当一分钟内差值Δn超过设定值n0的次数达到设定次数i0次，即认为该汽轮发电机组正在发生强迫振荡，向汽轮发电机组发出退出一次调频和协调控制模式指令，并发出报警信号；如在一分钟内差值Δn达不到设定次数i0，则重新计数。


2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其特征在于，步骤2)中，汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值Δn采用如下计算公式：
Δn＝nc-fw×60，
式中：Δn—汽轮发电机组转速与电网频率对应转速的差值，r/min；
nc—汽轮发电机组转速，r/min；
fw—电网频率，Hz。


3.根据权利要求1或2所述的一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其特征在于，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据不同机组设置不同参数。


4.根据权利要求1或2所述的一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制方法，其特征在于，所述差值的设定值n0以及设定次数i0根据机组发生强迫振荡时转速与电网频率数据进行选取。


5.一种汽轮发电机组强迫振荡检测及控制系统，其特征在于，包括：
转速测量模块，用于实时测量汽轮发电机组转速，并输出给转速差计算模块；
电网频率测量模块，用于实时测量电网频率，并输出给转速差计算模块；
转速差计算模块，用于计算汽轮发电机组转速与电网频率对应转速之间的差值，并输入到判断模块；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝，鲍文龙，顾正皓，高宽，丁阳俊，蔡文方，
申请(专利权)人：杭州意能电力技术有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33