CN106300436A - 一种水电厂同期并网控制方法及装置 - Google Patents

一种水电厂同期并网控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水电厂同期并网控制方法，在以隔离开关状态作为同期并网操作判断条件的基础上，增加假同期试验软压板状态作为假同期并网试验的判断条件，不仅能够同时实现正常同期并网和假同期并网试验的监控，保证同期回路、同期装置和机组等正常运行，而且能够避免对隔离开关位置信号的影响以及计算机监控***对隔离开关位置的监视；此外，通过隔离开关状态和假同期试验软压板状态同时作为是否设置机组基础负荷的判断条件，避免了在隔离开关没有置于合闸情况下设置机组基础负荷的情况，消除了因为误操作和流程疏漏造成的机组安全隐患。

Description

一种水电厂同期并网控制方法及装置
技术领域
本发明属于智能电网技术领域，涉及一种水电厂同期并网控制方法及装置。
背景技术
随着电力***的发展，网络连接越来越紧密，容量越来越大。在对发电厂或变电站中断路器的合闸操作时，需要通过正常同期并网操作来实现，正常同期并网是指同步点(隔离开关)两侧的***(电网和发电机)已经存在着电气联系，只是通过操作再增加一条回路(同期回路，对于采用自动同期并网方式，则同期回路中还包括用于对发电机进行调速、调压的同期装置)，使隔离开关两侧***电压幅值相等、频率相等、电压相角差为零、时序一致、电压波形相同，同期回路的末端为断路器。
假同期并网试验是一种以模拟的方法进行假的并列操作，试验时隔离开关分闸时断路器合闸，使发电机的电压进入同期回路中，检查同期装置是否可靠动作，并网开关控制回路是否完好以及并网开关的合闸反馈时间是否符合要求。
目前，水电厂利用计算机监控***实现同期并网的控制，包括正常同期并网控制和假同期并网控制。对于正常同期并网，需要判断隔离开关在合闸为后才能发出断路器合闸命令，同时断路器合闸后将给发电机组(简称机组)设定基础负荷(一般有功PG为5MW，无功QG为5MW)。而对于假同期并网需要在隔离开关分闸时闭合断路器，通常电站维护人员会在计算机监控***数据库中认为强制设置隔离开关合闸信号(即信号被强制设置为1)，然后再执行闭合断路器命令，这样做会带来以下问题：(1)由于是在计算机监控***数据库中认为强制设置隔离开关合闸信号，这样可能会引起计算机监控***数据库其它信号的改变，从而导致程序紊乱；(2)由于隔离开关信号已经改变，无法监视隔离开关真实的位置状态；(3)由于隔离开关并未合闸，机组没有真正并在电网上，这就造成监控***设定基础负荷后会调整负荷，增加机组导叶开度，但机组上的负荷始终无法增加，导致导叶开度不断增大而造成机组过速。
发明内容
针对目前水电厂计算机监控***在同期并网控制流程方面存在的监控性差、误操作可能性大等问题，本发明的目的旨在提供一种水电厂同期并网控制方法，加强对隔离开关开闭状态的监控，并避免可能产生的误操作。
本发明的另一目的在于提供一种水电厂同期并网控制装置。
由于同期并网包括正常同期并网和假同期并网试验两种情况，正常同期并网是发生在隔离开关合闸(可以根据隔离开关合闸信号来判断)之后，假同期并网试验时，隔离开关没有合闸，为了避免现有技术中因将隔离开关信号强制性设置为合闸信号带来的多种技术隐患，可以引入另外一个变量作为判断是否进行假同期并网试验中断路器是否合闸的判断条件；本发明增加假同期试验软压板作为假同期并网试验中断路器是否合闸的判断条件，这样不会对隔离开关信号产生任何影响，自然也不会影响对隔离开关的正常监视。本发明进一步通过对机组基础电荷设置流程的调整，避免了在假同期并网试验流程因计算机监控***设定机组基础负荷而导致机组为了满足机组基础负荷而非正常工作，导致机组导叶开度不断增大甚至造成机组过速，影响机组使用寿命。
所述假同期试验软压板是指在同期并网操作中投入发电厂计算机监控***的一个变量，用于作为是否执行假同期并网操作的判断对象；假同期试验软压板投入值是指由运行人员通过监控***对假同期试验软压板设置得到的变量值。
为达到本发明第一个目的，本发明提供了一种水电厂同期并网控制方法，包括以下步骤：
步骤101，接收同期并网操作请求；
步骤102，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，进入步骤104，若没有置于合闸位置进入步骤103；
步骤103，判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，进入步骤104，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；
步骤104，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后进入步骤105；
步骤105，判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤106，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；
步骤106，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤107，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；
步骤107，判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束。
上述水电厂同期并网控制方法，所述同期并网操作请求包括正常同期并网操作请求和假同期并网操作请求，通过该水电厂同期并网控制方法，既可以实现对正常同期并网操作的控制，也可以实现对假同期并网操作的控制；当隔离开关置于合闸位置时，默认执行的是正常同期并网操作，然后执行断路器合闸命令；当隔离开关没有置于合闸位置时，需要进一步根据假同期试验软压板投入值判断是否执行的是假同期并网试验操作，若假同期试验软压板投入值为第一设定值时，默认执行的是假同期并网操作，然后执行断路器合闸命令；若假同期试验软压板投入值不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束，需要检查同期回路、同期装置或者重新设定假同期试验软压板投入值。
上述水电厂同期并网控制方法，所述第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；所述第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；所述第一设定值与第二设定值不相等。
上述水电厂同期并网控制方法，在执行完断路合闸命令后，需要对机组基础负荷进行设置，在对机组基础负荷进行设置之前，先对隔离开关状态和假同期试验软压板投入值进行双重判定，只有两者条件都满足要求才可以将机组基础负荷设定为防止发电机机组逆功率运行(即从电网吸收有功功率)的工作功率(包括有功功率和无功功率)，只要其中一个条件不满足要求，就将机组基础负荷设定为0MW，保证机组处于非工作状态。
为达到本发明的第二个目的，本发明提供了一种水电厂同期并网控制装置，包括
接收模块，用于接收同期并网操作请求；
第一判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动执行模块，若没有置于合闸位置启动第二判断模块；
第二判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，启动执行模块，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；
执行模块，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后启动第三判断模块；
第三判断模块，用于判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第四判断模块，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；
第四判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第五判断模块，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；
第五判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明水电厂同期并网控制方法，能够同时实现正常同期并网和假同期并网试验的监控，保证同期回路、同期装置和机组等正常运行；
2、由于本发明水电厂同期并网控制方法，通过假同期试验软压板投入值判断是否执行断路器合闸命令，避免对隔离开关位置信号的影响以及计算机监控***对隔离开关位置的监视；
3、由于本发明水电厂同期并网控制方法，通过隔离开关状态和假同期试验软压板状态同时作为是否设置机组基础负荷的判断条件，避免了在隔离开关没有置于合闸情况下设置机组基础负荷的情况，消除了因为误操作和流程疏漏造成的机组安全隐患。
附图说明
图1为本水电厂水轮发电机并网示意图。
图2为本发明水电厂同期并网控制方法流程图。
其中，1-发电机G,2-隔离开关QS,3-断路器QF，4-电网***。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
发电机G 1并网到电网***4的同期并网操作分为正常同期并网操作和假同期并网操作。图1为水电厂水轮发电机并网示意图，如图所示，当正常同期并网操作时，发电机G1出口侧隔离开关QS 2需要合闸到位，然后通过计算机监控***控制将发电机G 1出口侧断路器QF 3合闸到位，完成发电机G 1的正常并网；当进行假同期并网试验时，发电机G 1出口侧隔离开关QS 2需要在分闸位置，然后通过计算机监控***控制将发电机G 1出口侧断路器QF 3合闸到位，完成发电机G 1的假同期并网试验。
基于发电机G 1并网工作原理，本实施例提供了一种水电厂同期并网控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤101，接收同期并网操作请求；同期并网操作请求为正常同期并网操作请求或者假同期并网操作请求。
步骤102，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，进入步骤104，若没有置于合闸位置进入步骤103；可以通过隔离开关信号来判断隔离开关是否置于合闸位置，例如，设定隔离开关合闸信号为“1”、隔离开关打开信号为“0”；当隔离开关信号为“1”时，说明隔离开关处于合闸状态，此时默认执行的是正常同期并网操作，需要断路器合闸后才可以完成正常同期并网，发电机进入工作状态；当隔离开关信号为“0”时，说明隔离开关处于打开状态，此时不能对是否是假同期试验操作进行判断，需要进入步骤103再结合假同期试验软压板投入值进行判断。
步骤103，判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，进入步骤104，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；第一设定值与第二设定值不相等；运行人员可以自己设定，本实施例中第一设定值为“1”，第二设定值为“0”；若隔离开关为打开状态，电站运行人员需要通过操作面板在计算机监控***投入假同期试验软压板变量值(也即通过操作面板，链接相应数据库，将假同期试验软压板投入变量进行设置)，此时计算机监控***需要判断上述假同期试验软压板投入值与“1”相比较，若假同期试验软压板投入值为“1”，默认执行假同期并网试验操作，需要断路器合闸后才可以完成假同期并网试验；若假同期试验软压板投入值不为“1”，同期并网操作请求失败，流程结束，需要检查同期回路、同期装置或者重新设定假同期试验软压板投入值为“1”。
步骤104，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后进入步骤105；执行完断路器合闸命令后，还需要设置发电机机组基础负荷。
步骤105，判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤106，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；在设置发电机机组基础负荷之前，需要先对设置条件进行判断，然后根据判断条件来决定如何设置机组基础负荷；首先需要判断断路器是否置于合闸位置，也即判断断路器合闸命令执行是否成功；可以通过断路器信号来判断隔离开关是否置于合闸位置，例如，设定断路器合闸信号为“1”、断路器打开信号为“0”；当断路器信号为“1”时，说明断路器处于合闸状态，此时还需要要对隔离开关状态和假同期试验软压板投入值进行判断；当断路器信号为“0”时，说明断路器处于打开状态，断路器合闸命令执行不成功，说明断路器电路有问题，需要退出同期并网操作流程，排查出断路器障碍后再重新执行断路器合闸命令。
步骤106，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤107，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；可以根据前述隔离开关信号来判断隔离开关处于合闸状态还是打开状态，若隔离开关信号为“1”，说明隔离开关在合闸状态，为了确保不出现误操作，同时还需要进一步结合假同期试验软压板投入值进行判断；若隔离开关信号为“0”，说明隔离开关在打开状态，此时需要将机组基础电荷设置为0MW，避免因计算机监控***设定机组基础负荷而导致机组为了满足机组基础负荷而非正常工作，导致机组导叶开度不断增大甚至造成机组过速。
步骤107，判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；如前所述，本实施例假同期试验软压板第二设定值为“0”，在隔离开关处于合闸位置时，需要电站运行人员通过操作面板在计算机监控***投入假同期试验软压板变量值，此时计算机监控***需要判断上述假同期试验软压板投入值与“0”相比较，若假同期试验软压板投入值为“0”，设置机组基础负荷为工作功率，工作功率可以根据发电机机组和电网具体情况进行设定，一般设置机组基础电荷为5MW(即有功功率PG+为5MW，无功功率QG为5MW)；若假同期试验软压板投入值不为“0”，则将机组基础电荷设置为0MW，避免因计算机监控***设定机组基础负荷而导致机组为了满足机组基础负荷而非正常工作，导致机组导叶开度不断增大甚至造成机组过速。
本实施例提供的上述水电厂同期并网控制方法可以实现对发电机正常同期并网操作和假同期并网试验操作的流程控制，通过增加假同期试验软压板的状态作为判断条件来避免假同期并网试验过程中存在的需要电站维护人员人为在数据库中强制隔离开关合闸位置信号和无法监视隔离开关真实位置状态的问题，以及断路器合闸后因为设置机组基础负荷有误造成的机组过速问题，从而消除因为误操作和流程漏洞造成的机组安全隐患。
本实施例在判断隔离开关处于合闸状态或者假同期试验软压板为“1”之后，同期装置需要根据计算机监控***获得的有关发电机和电网的电压、频率等数据，对发电机进行调速、调压至发电机电压和频率复合并网条件，然后将断路器合闸，有关这部分内容的实现方式为本领域的常规技术，若电站没有自动同期装置，可以通过人为调节发电机电压和转速来实现。
本实施例基于上述水电厂同期并网控制方法，进一步一种水电厂同期并网控制装置，针对上述方法的每一步骤，设计一实现上述功能的模块，该装置包括：
接收模块，用于接收同期并网操作请求；
第一判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动执行模块，若没有置于合闸位置启动第二判断模块；
第二判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，启动执行模块，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；
执行模块，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后启动第三判断模块；
第三判断模块，用于判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第四判断模块，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；
第四判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第五判断模块，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；
第五判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水电厂同期并网控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤101，接收同期并网操作请求；
步骤102，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，进入步骤104，若没有置于合闸位置进入步骤103；
步骤103，判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，进入步骤104，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；
步骤104，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后进入步骤105；
步骤105，判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤106，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；
步骤106，判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置进入步骤107，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；
步骤107，判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束。
2.根据权利要求1所述的水电厂同期并网控制方法，其特征在于：所述同期并网操作请求包括正常同期并网操作请求和假同期并网操作请求。
3.根据权利要求1或2所述的水电厂同期并网控制方法，其特征在于：所述步骤103中，假同期试验软压板是指在同期并网操作中投入发电厂计算机监控***的一个变量，用于作为是否执行假同期并网操作或者设置机组基础负荷的判断对象；假同期试验软压板投入值是指由运行人员通过监控***对假同期试验软压板设置得到的变量值。
4.根据权利要求1或2所述的水电厂同期并网控制方法，其特征在于：所述第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；所述第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；所述第一设定值与第二设定值不相等。
5.根据权利要求3所述的水电厂同期并网控制方法，其特征在于：所述第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；所述第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；所述第一设定值与第二设定值不相等。
6.一种水电厂同期并网控制装置，其特征在于：包括
接收模块，用于接收同期并网操作请求；
第一判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动执行模块，若没有置于合闸位置启动第二判断模块；
第二判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第一设定值，若是第一设定值，启动执行模块，若不是第一设定值，同期并网操作请求失败，流程结束；
执行模块，根据同期并网操作请求，执行断路器合闸命令，然后启动第三判断模块；
第三判断模块，用于判断断路器是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第四判断模块，若没有置于合闸位置，同期并网操作请求失败，流程结束；
第四判断模块，用于判断隔离开关是否置于合闸位置，若置于合闸位置，启动第五判断模块，若没有置于合闸位置，则设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束；
第五判断模块，用于判断假同期试验软压板投入值是否是第二设定值，若是第二设定值，设置机组基础负荷为工作功率，然后完成同期并网操作，流程结束；若不是第二设定值，设置机组基础负荷为0MW，然后完成同期并网操作，流程结束。
7.根据权利要求6所述的水电厂同期并网控制装置，其特征在于：所述同期并网操作请求包括正常同期并网操作请求和假同期并网操作请求。
8.根据权利要求6或7所述的水电厂同期并网控制装置，其特征在于：所述假同期试验软压板是指在同期并网操作中投入发电厂计算机监控***的一个变量，用于作为是否执行假同期并网操作或者设置机组基础负荷的判断对象；假同期试验软压板投入值是指由运行人员通过监控***对假同期试验软压板设置得到的变量值。
9.根据权利要求6或7所述的水电厂同期并网控制装置，其特征在于：所述第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；所述第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；所述第一设定值与第二设定值不相等。
10.根据权利要求9所述的水电厂同期并网控制装置，其特征在于：所述第一设定值是为判断假同期并网操作是否执行而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为是否执行假同期并网操作的判断条件；所述第二设定值是为判断如何设置机组基础负荷而设定的值，其与假同期试验软压板投入值相比较，比较结果作为如何设置机组基础负荷的判断条件；所述第一设定值与第二设定值不相等。
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