柴油发电机并网同期控制方法技术

为解决现有技术柴油发电机并网同期控制方法存在的并网时间长和冲击电流大等问题，本发明专利技术提出一种柴油发电机并网同期控制方法，以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量；采用同期操作时间Tsync作为同期控制的基础；以实时计算得到的同期操作时间Tsync与上一次断路器合闸的同期操作时间Tsync1的差判断Tsync是否有效；并以有效同期操作时间T

Synchronization control method of diesel generator grid connection

【技术实现步骤摘要】
柴油发电机并网同期控制方法


[0001]本专利技术涉及到柴油发电机并网同期控制技术，特别涉及到一种柴油发电机并网同期控制方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的稳步提高，越来越多的部门对供电连续性提出了更高的要求。为保证供电的连续性，常采用备用柴油发电机作为预备电源。当市电电网(通常简称为市电)出现故障导致断电时，市电断路器分闸，备用柴油发电机启动，正常运行后，发电断路器合闸，发电机发出的电(通常将其称为发电)接入负载电网并持续供电。当市电出现故障导致供电不足时，备用柴油发电机启动，正常运行后，发电断路器合闸(通常将此过程称为并网)，发电接入负载电网并持续供电。当市电恢复正常供电后，先将市电断路器合闸(通常将此过程亦称为并网)，市电接入负载电网并持续供电。市电并网成功后，柴油发电机卸载至零负荷，发电断路器分闸，柴油发电机停机。为了保证并网的顺利成功，避免对负载电网和发电机造成冲击，在并网断路器合闸的整个过程中，需要对市电和发电进行实时监测，采集两者的电压、频率和相位等参数，并在发电满足并网条件时，发出并网断路器合闸指令，进而实现柴油发电机与市电或者多个发电机并网运行。通常，将判断两个电源是否满足并网条件、发出合闸指令和实现并网的整个过程称之为同期过程，而将对整个同期过程的控制称之为并网同期控制。相对于市电而言，柴油发电机存在着容量较小、频率波动大和耐冲击电流能力较差等特点，如果并网同期过程中并网断路器合闸的时间点选择不准确，则可能造成并网失败，或者柴油发电机受到大电流冲击以及转轴受到突然冲击等问题。
[0003]现有技术柴油发电机并网同期控制方法大都采用实时采集市电和发电的电压、频率和相位等参数，计算两者的电压差、频率差和相位差，通过控制柴油发电机的转速与电压等方法，使得两者的上述差值趋于一致，当两者的电压差、频率差和相位差等均小于设定的阈值时，发出并网断路器合闸指令，进而实现柴油发电机并网。
[0004]由于其考虑的因素较为单一，且未对柴油发电机存在的瞬时变化较大的因素充分估计，现有技术柴油发电机并网同期控制方法存在着并网时间长和冲击电流大等现象，影响柴油发电机的并网使用和设备安全。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术柴油发电机并网同期控制方法存在的并网时间长和冲击电流大等问题，本专利技术提出一种柴油发电机并网同期控制方法。
[0006]本专利技术柴油发电机并网同期控制方法，以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量；采用同期操作时间Tsync作为同期控制的基础；以实时计算得到的同期操作时间Tsync与上一次断路器合闸的同期操作时间Tsync1的差判断Tsync是否有效；并以有效同期操作时间T
′
sync至T
′
sync+30000μs作为并网断路器满足合闸条件的合闸时间区间；并在合闸时间区间内发出合闸指令；其中：
[0007]所述以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量，包括，以设定的采样时间周期Tsamp进行采集；同时，通过捕获市电和发电的中断信号，测得市电和发电频率的当前周期值Tnew；若市电和发电的连续三个周期的差值均小于40μs，则最后一个周期为有效周期Tnew；并且，根据有效周期Tnew对采样时间周期Tsamp进行校正，其校正公式为：式中，Tsamp为采样时间区间，Tnew为有效周期，Nsamp为基本电量信号每个周波的采样点数；
[0008]所述基本电量，包括：
[0009]市电的电压UA、UB、UC、电流IA、IB、IC和周期Ts；
[0010]发电的电压Ua、Ub、Uc、电流Ia、Ib、Ic和周期Tg；
[0011]市电和发电捕获中断信号的时间差，即滑差Hc；
[0012]所述同期操作时间Tsync，包括：
[0013]Tsync＝Ttq+Tbc+Thz
[0014]式中，Tsync为同期操作时间，单位为μs；Ttq为滑差时间，单位为μs；Tbc为补偿角度时间，单位为μs；Thz为断路器合闸执行时间，单位为μs；其中：
[0015][0016][0017][0018]式中，Hc为滑差，即市电和发电捕获中断信号的时间差，单位为μs；Ts为市电周期，单位为μs；Tg为发电周期，单位为μs；Min(Ts,Tg)是指取Ts和Tg中的较小值，单位为μs；Φ为电压的补偿角度，单位为度；3600为圆周角360
°
的10倍值；Tt为断路器合闸检测时间，即实际监测到的发出断路器合闸指令到接收到断路器合闸成功信号的时间，单位为ms；CPU_Hz为CPU的计数器单位时间的个数，其值为1000000/s，1个计时单位为1μs。
[0019]进一步的，所述以实时计算得到的同期操作时间Tsync与上一次断路器合闸的同期操作时间Tsync1的差判断Tsync是否有效，包括：
[0020]由于
[0021]其中，Hc的采样序列Hc、Hc1、Hc2、Hc3、
……
，序列值的差|Hc
‑
Hc1|、|Hc1
‑
Hc2|、|Hc2
‑
Hc3|、
……
，实际上是|Ts
‑
Tg|的整数倍；故Ttq的计算序列Ttq、Ttq1、Ttq2、Ttq3
……
，序列值的差|Ttq
‑
Ttq1|、|Ttq1
‑
Ttq2|、|Ttq2
‑
Ttq3|、
……
，实际上是Min(Ts,Tg)的整数倍；由此获得的同期操作时间差|Tsync
‑
Tsync1|、|Tsync1
‑
Tsync2|、|Tsync2
‑
Tsync3|、
……
，也是Min(Ts,Tg)的整数倍；故有，
[0022]|Tsync
‑
Tsync1|！＝|Tsync1
‑
Tsync2|！＝|Tsync2
‑
Tsync3|；
[0023]设上一次断路器合闸的同期操作时间为Tsync1，若(|Tsync
‑
Tsync1|％Min(Ts,Tg))<200μs；则当前计算得到的同期操作时间Tsync有效，记为有效同期操作时间T
′
sync；
否则，本次计算得到的Tsync舍弃，T
′
sync保持不变。
[0024]进一步的，所述以有效同期操作时间T
′
sync至T
′
sync+30000μs作为并网断路器满足合闸条件的合闸时间区间，包括，
[0025]判断T
′
sync+30000μs≥Tmem≥T
′
sync是否成立，是则，视为断路器合闸条件已满足，即同期时刻到达；开启合闸时间计时器，清零合闸冲击电流，发出断路器合闸指令；否则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油发电机并网同期控制方法，其特征在于，以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量；采用同期操作时间Tsync作为同期控制的基础；以实时计算得到的同期操作时间Tsync与上一次断路器合闸的同期操作时间Tsync1的差判断Tsync是否有效；并以有效同期操作时间T
′
sync至T
′
sync+30000μs作为并网断路器满足合闸条件的合闸时间区间；并在合闸时间区间内发出合闸指令；其中：所述以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量，包括，以设定的采样时间周期Tsamp进行采集；同时，通过捕获市电和发电的中断信号，测得市电和发电频率的当前周期值Tnew；若市电和发电的连续三个周期的差值均小于40μs，则最后一个周期为有效周期Tnew；并且，根据有效周期Tnew对采样时间周期Tsamp进行校正，其校正公式为：式中，Tsamp为采样时间区间，Tnew为有效周期，Nsamp为基本电量信号每个周波的采样点数；所述基本电量，包括：市电的电压UA、UB、UC、电流IA、IB、IC和周期Ts；发电的电压Ua、Ub、Uc、电流Ia、Ib、Ic和周期Tg；市电和发电捕获中断信号的时间差，即滑差Hc；所述同期操作时间Tsync，包括：Tsync＝Ttq+Tbc+Thz式中，Tsync为同期操作时间，单位为μs；Ttq为滑差时间，单位为μs；Tbc为补偿角度时间，单位为μs；Thz为断路器合闸执行时间，单位为μs；其中：间，单位为μs；Thz为断路器合闸执行时间，单位为μs；其中：间，单位为μs；Thz为断路器合闸执行时间，单位为μs；其中：式中，Hc为滑差，即市电和发电捕获中断信号的时间差，单位为μs；Ts为市电周期，单位为μs；Tg为发电周期，单位为μs；Min(Ts,Tg)是指取Ts和Tg中的较小值，单位为μs；Φ为电压的补偿角度，单位为度；3600为圆周角360
°
的10倍值；Tt为断路器合闸检测时间，即实际监测到的发出断路器合闸指令到接收到断路器合闸成功信号的时间，单位为ms；CPU_Hz为CPU的计数器单位时间的个数，其值为1000000/s，1个计时单位为1μs。2.根据权利要求1所述柴油发电机并网同期控制方法，其特征在于，所述以实时计算得到的同期操作时间Tsync与上一次断路器合闸的同期操作时间Tsync1的差判断Tsync是否有效，包括：由于其中，Hc的采样序列Hc、Hc1、Hc2、Hc3、
……
，序列值的差|Hc
‑
Hc1|、|Hc1
‑
Hc2|、|Hc2
‑
Hc3|、
……
，实际上是|Ts
‑
Tg|的整数倍；故Ttq的计算序列Ttq、Ttq1、Ttq2、Ttq3
……
，序列
值的差|Ttq
‑
Ttq1|、|Ttq1
‑
Ttq2|、|Ttq2
‑
Ttq3|、
……
，实际上是Min(Ts,Tg)的整数倍；由此获得的同期操作时间差|Tsync
‑
Tsync1|、|Tsync1
‑
Tsync2|、|Tsync2
‑
Tsync3|、
……
，也是Min(Ts,Tg)的整数倍；故有，|Tsync
‑
Tsync1|！＝|Tsync1
‑
Tsync2|！＝|Tsync2
‑
Tsync3|；设上一次断路器合闸的同期操作时间为Tsync1，若(|Tsync
‑
Tsync1|％Min(Ts,Tg))<200μs；则当前计算得到的同期操作时间Tsync有效，记为有效同期操作时间T
′
sync；否则，本次计算得到的Tsync舍弃，T
′
sync保持不变。3.根据权利要求1所述柴油发电机并网同期控制方法，其特征在于，所述以有效同期操作时间T
′
sync至T
′
sync+30000μs作为并网断路器满足合闸条件的合闸时间区间，包括，判断T
′
sync+30000μs≥Tmem≥T
′
sync是否成立，是则，视为断路器合闸条件已满足，即同期时刻到达；开启合闸时间计时器，清零合闸冲击电流，发出断路器合闸指令；否则，在同期延时未达到设定时间的情况下重新进入同期条件判断流程；其中，T
′
sync为有效同期操作时间；Tmem为判断是否满足断路器合闸条件并发出断路器合闸指令的计时器，在采集基本电量时开启，然后不断以1μs的增量自加。4.根据权利要求1至3任意一项所述柴油发电机并网同期控制方法，其特征在于，该方法包括，基本电量采集、基本电量计算、并网过程控制、并网执行判定和结果统计五个方面；包括以下步骤：S1、基本电量采集以设定的采样时间周期Tsamp实时采集市电和发电的基本电量；同时，通过捕获市电和发电的中断信号，测得市电和发电频率的当前周期值Tnew；若市电和发电的连续三个周期的差值均小于40μs，则最后一个周期为有效周期Tnew；并且，根据有效周期Tnew对采样时间周期Tsamp进行校正，其校正公式为：式中，式中，Tsamp为采样时间区间，Tnew为有效周期，Nsamp为基本电量信号每个周波的采样点数；所述基本电量，包括：市电的电压UA、UB、UC、电流IA、IB、IC和周期Ts；发电的电压Ua、Ub、Uc、电流Ia、Ib、Ic和周期Tg；捕获市电和发电的中断信号的时间差，即滑差Hc；其中，所述电流是指数模转...

【专利技术属性】
技术研发人员：代坤，王存彬，余小勇，
申请(专利权)人：重庆铭贝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：