CN104612891A - 一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法 - Google Patents

一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法。它在抽水工况关导叶至最小开度到跳开发电机开关GCB后，转轮失去抽水方向的原动力，在导叶不完全关闭的情况下，来自压力钢管的水压将迫使机组制动减速，瞬间经过零转速后立即改变为水轮机转向，并加速到同步转速，并网发电。本发明的有益效果是：没有投入机械制动或电制动使得抽水蓄能机组停止，有效地缩短了工况转换时间；同时，更加有效地体现了抽水蓄能电站在电网发生异常情况时紧急响应，保证电网安全的功能。

Description

一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法
技术领域
本发明涉及抽水蓄能机组工况转换相关技术领域，尤其是指一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法。
背景技术
抽水蓄能机组特点是启停速度快、工况转换灵活，在电力系统调节和事故备用方面发挥极其重要的作用。通过削峰填谷，平滑了负荷曲线；通过调频调相有效提高电网频率和电压稳定性，保证电能品质；在电网发生异常情况时紧急响应，保证电网的安全。抽水蓄能电站是电网的有效管理工具，对电力系统的安全经济运行和事故备用都起到保障作用，提高了电网的可靠性。从抽水到发电的转换，在正常情况下是先回到静止工况，然后再启动至发电工况，这种启动控制方式耗时长，在紧急情况下，不能尽快给电力系统提供急需的电能。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够有效缩短工况转换时间的抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，包括抽水蓄能机组、监控系统上位机、机组现地控制单元、机组励磁系统和机组调速器系统，监控系统上位机、机组现地控制单元与抽水蓄能机组依次连接，机组现地控制单元分别与机组励磁系统和机组调速器系统电连接，具体的紧急转换启动控制方法包括如下步骤：
(1)抽水蓄能机组在抽水稳态工况下，由监控系统上位机给机组现地控制单元发出紧急发电工况转换启动的指令，机组现地控制单元执行紧急发电工况转换流程，给机组调速器系统发水泵·水轮机快速转换指令，给机组励磁系统发励磁空载指令；
(2)机组现地控制单元发指令分开发电机开关，当机组现地控制单元接收到发电机开关分闸位置信号的反馈后，机组现地控制单元发指令给机组励磁系统退出励磁；
(3)机组现地控制单元给机组调速器系统发调速器发电机模式运行指令，同时发分开水泵方向换相刀指令；
(4)机组现地控制单元发合上水轮机方向换相刀指令，同时给机组调速器系统发运行启动指令；
(5)机组现地控制单元给机组励磁系统发励磁投入指令；
(6)机组现地控制单元给机组同期装置发启动指令，当机组现地控制单元接收到发电机开关合闸位置信号后，机组现地控制单元发指令给机组带上同期并网预设有功和无功功率，同时给机组调速器系统发有功调节模式指令，给机组励磁系统发无功调节模式指令，当机组发出有功功率大于同期并网预设有功功率时完成从抽水到发电的紧急转换过程。
本发明为了解决在紧急情况下，尽快给电力系统提供急需的电能，利用抽水到发电的紧急转换启动控制方法，使抽水蓄能机组快速地转换到发电工况，这个转换启动控制方法的特点是没有投入机械制动或电制动使得抽水蓄能机组停止，这样设计有效地缩短了从抽水到发电工况转换的时间。
作为优选，在步骤(1)中，当接收到抽水蓄能机组中的导叶关至水泵·水轮机快速转换导叶位置或水泵吸收功率小于一定值时完成该步骤，进入到步骤(2)中。
作为优选，在步骤(2)中，当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB分闸位置或励磁退出运行后完成该步骤，进入到步骤(3)中。
作为优选，在步骤(3)中，当机组现地控制单元接收到水轮机转向信号或发电机转速持续4秒钟低于10％、水泵方向换向刀分闸位置信号并且接收到调速器在发电机模式时完成该步骤，进入到步骤(4)中。
作为优选，在步骤(4)中，当机组现地控制单元接收到水轮机方向换相刀合闸位置信号和导叶不在空载位置信号以及抽水蓄能机组转速大于90％信号时完成该步骤，进入到步骤(5)中。
作为优选，在步骤(5)中，当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB合闸位置信号和发电机电压大于90％信号时完成该步骤，进入到步骤(6)中。
作为优选，所述的发电机开关为发电机出口断路器，分开发电机开关后，转轮失去抽水方向的原动力，通过来自压力钢管的水压将迫使机组制动减速，瞬间经过零转速后立即改变为水轮机转向，并加速到同步转速，并网发电。
本发明的有益效果是：在为了尽快给电力系统提供急需电能的紧急情况下，利用抽水到发电的紧急转换启动控制方法，使机组快速地转换到发电工况，没有投入机械制动或电制动使得抽水蓄能机组停止，有效地缩短了工况转换时间；更加有效地体现了抽水蓄能电站在电网发生异常情况时紧急响应，保证电网安全的功能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，包括抽水蓄能机组、监控系统上位机、机组现地控制单元、机组励磁系统和机组调速器系统，监控系统上位机、机组现地控制单元与抽水蓄能机组依次连接，机组现地控制单元分别与机组励磁系统和机组调速器系统电连接，具体的紧急转换启动控制方法包括如下步骤：
(1)抽水蓄能机组在抽水稳态工况下，由监控系统上位机给机组现地控制单元发出紧急发电工况转换启动的指令，机组现地控制单元执行紧急发电工况转换流程，给机组调速器系统发水泵·水轮机快速转换指令，给机组励磁系统发励磁空载指令；当接收到抽水蓄能机组中的导叶关至水泵·水轮机快速转换导叶位置或水泵吸收功率小于一定值时完成该步骤；其中：机组现地控制单元接收紧急发电工况转换启动的指令后调速器将导叶关至水泵·水轮机快速转换导叶位置，而非直接关闭；
(2)机组现地控制单元发指令分开发电机开关，发电机开关为发电机出口断路器(GCB)，当机组现地控制单元接收到发电机开关分闸位置信号的反馈后，机组现地控制单元发指令给机组励磁系统退出励磁；当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB分闸位置或励磁退出运行后完成该步骤；
(3)机组现地控制单元给机组调速器系统发调速器发电机模式运行指令，同时发分开水泵方向换相刀指令；当机组现地控制单元接收到水轮机转向信号或发电机转速持续4秒钟低于10％、水泵方向换向刀分闸位置信号并且接收到调速器在发电机模式时完成该步骤；
(4)机组现地控制单元发合上水轮机方向换相刀指令，同时给机组调速器系统发运行启动指令；当机组现地控制单元接收到水轮机方向换相刀合闸位置信号和导叶不在空载位置信号以及抽水蓄能机组转速大于90％信号时完成该步骤；
(5)机组现地控制单元给机组励磁系统发励磁投入指令；当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB合闸位置信号和发电机电压大于90％信号时完成该步骤；
(6)机组现地控制单元给机组同期装置发启动指令，当机组现地控制单元接收到发电机开关合闸位置信号后，机组现地控制单元发指令给机组带上同期并网预设有功和无功功率，同时给机组调速器系统发有功调节模式指令，给机组励磁系统发无功调节模式指令；当机组现地控制单元接收到发电机开关合闸位置信号和机组发出有功功率大于同期并网预设有功功率时完成该步骤，从而完成从抽水到发电的紧急转换过程。
本发明中，在为了尽快给电力系统提供急需电能的紧急情况下，利用抽水到发电的紧急转换启动控制方法，使抽水蓄能机组快速地从抽水工况转换到发电工况，这个紧急转换启动控制方法的特点是没有投入机械制动或电制动使得抽水蓄能机组停止。在抽水工况关导叶至最小开度到跳开发电机开关GCB后，转轮失去抽水方向的原动力，在导叶不完全关闭的情况下，来自压力钢管的水压将迫使机组制动减速，瞬间经过零转速后立即改变为水轮机转向，并加速到同步转速，并网发电，有效地缩短了工况转换时间；同时，更加有效地体现了抽水蓄能电站在电网发生异常情况时紧急响应，保证电网安全的功能。

Claims (7)

1.一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，包括抽水蓄能机组、监控系统上位机、机组现地控制单元、机组励磁系统和机组调速器系统，监控系统上位机、机组现地控制单元与抽水蓄能机组依次连接，机组现地控制单元分别与机组励磁系统和机组调速器系统电连接，具体的紧急转换启动控制方法包括如下步骤：
(1)抽水蓄能机组在抽水稳态工况下，由监控系统上位机给机组现地控制单元发出紧急发电工况转换启动的指令，机组现地控制单元执行紧急发电工况转换流程，给机组调速器系统发水泵·水轮机快速转换指令，给机组励磁系统发励磁空载指令；
(2)机组现地控制单元发指令分开发电机开关，当机组现地控制单元接收到发电机开关分闸位置信号的反馈后，机组现地控制单元发指令给机组励磁系统退出励磁；
(3)机组现地控制单元给机组调速器系统发调速器发电机模式运行指令，同时发分开水泵方向换相刀指令；
(4)机组现地控制单元发合上水轮机方向换相刀指令，同时给机组调速器系统发运行启动指令；
(5)机组现地控制单元给机组励磁系统发励磁投入指令；
(6)机组现地控制单元给机组同期装置发启动指令，当机组现地控制单元接收到发电机开关合闸位置信号后，机组现地控制单元发指令给机组带上同期并网预设有功和无功功率，同时给机组调速器系统发有功调节模式指令，给机组励磁系统发无功调节模式指令，当机组发出有功功率大于同期并网预设有功功率时完成从抽水到发电的紧急转换过程。
2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，在步骤(1)中，当接收到抽水蓄能机组中的导叶关至水泵·水轮机快速转换导叶位置或水泵吸收功率小于一定值时完成该步骤，进入到步骤(2)中。
3.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，在步骤(2)中，当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB分闸位置或励磁退出运行后完成该步骤，进入到步骤(3)中。
4.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，在步骤(3)中，当机组现地控制单元接收到水轮机转向信号或发电机转速持续4秒钟低于10％、水泵方向换向刀分闸位置信号并且接收到调速器在发电机模式时完成该步骤，进入到步骤(4)中。
5.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，在步骤(4)中，当机组现地控制单元接收到水轮机方向换相刀合闸位置信号和导叶不在空载位置信号以及抽水蓄能机组转速大于90％信号时完成该步骤，进入到步骤(5)中。
6.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，在步骤(5)中，当机组现地控制单元接收到机组励磁系统中励磁FCB合闸位置信号和发电机电压大于90％信号时完成该步骤，进入到步骤(6)中。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法，其特征是，所述的发电机开关为发电机出口断路器，分开发电机开关后，转轮失去抽水方向的原动力，通过来自压力钢管的水压将迫使机组制动减速，瞬间经过零转速后立即改变为水轮机转向，并加速到同步转速，并网发电。
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