CN105680484A - 用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置，用于针对备用发电机快速接入电网或者实现多台发电机快速并联是现有电网系统中的重要研究课题的问题，该装置及方法通过参数检测、检测对比和参数调节完成对发电机并网前的输出状态参数进行计算机自动调控，不仅便于实现发电机并网无人值守，还可有效避免现有并网过程中存在时间长、精度低、误差大等问题出现，利于电网正常运行的可靠性。

Description

用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及电网系统中发电机并联技术领域，特别是涉及一种用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置。

背景技术

现有电网系统中，为保证供电质量（包括供电频率和电压等），一般采用到了多台并联运行的发电机为电网提供电力输出，即一个区域的电网中同时连接有多台均在工作的发电机，甚至一个区域的电网中同时连接有多个均在工作的发电站。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，电网的覆盖面不断扩大，越来越多的用电设备以及更多的大功率用电设备被连接于电网中，这样就要求更大的电网发电设备容量。

为满足用户日益增长的用电要求，针对上述对发电设备容量的要求，更多的发电机被投入电网中。然而，为保证发电机及电网的安全，新投入电网的发电机并网需满足发电机与电网具有一致或相等的电压相序、电压幅值、波形、频率、电压相位。特别是在夏季用电高峰期或者电网中因为大功率发电设备损坏的情况下，备用发电机并入电网的速度对电网的稳定性影响重大，如可能造成因为负载过大造成大面积停电情况的发生。因此，故障或正常情况下，备用发电机快速接入电网或者实现多台发电机快速并联是现有电网系统中的重要研究课题。

发明内容

针对上述现有技术中故障或正常情况下，备用发电机快速接入电网或者实现多台发电机快速并联是现有电网系统中的重要研究课题的问题，本发明提供了用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置。

针对上述问题，本发明提供的用于电网系统发电机并联运行的实现方法及装置通过以下技术要点来达到目的：用于电网系统发电机并联运行的装置，包括电网电信号互感器及发电机电信号互感器；

所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置中的一种或几种；

还包括模数转换器、处理模块及发电机调节系统，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器的输出端上均与模数转换器的输入端相连，模数转换器的输出端连接在处理模块的信号输入端上，发电机调节系统的信号输入端与处理模块的信号输出端相连；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种。

以上结构中，通过对电网上及待并网的发电机输出端上电的状态参数等进行检测，并将检测结果输入处理模块中，通过计算器计算向发电机调节系统中输出控制值，实现发电机快速、准确、小误差并网，以上过程可替代现有采用的传统模式的手动并列装置，这样不仅便于实现发电机并网无人值守，还可有效避免现有并网过程中存在时间长、精度低、误差大等问题出现，利于电网正常运行的可靠性。

作为以上用于电网系统发电机并联运行的装置进一步的技术方案：

为利于信号采集质量和保护处理模块，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有降压滤波器。

由于电网及发电机输出点被检测的参数均具有变化快的特点，为利于信号采集准确度，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有采样保持器，且所述采样保持器位于模数转换器的前端。

作为一种最佳的发电机并网方案，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置及发电机原动机转速调节装置。

作为一种可保护处理模块的技术方案，所述处理模块与发电机调节系统之间还串联有隔离驱动电路。

为利于状态参数显示，利于本装置使用的直观性，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器上均连接有屏显装置。

为利于本装置运行的可靠性，所述处理模块上还连接有报警装置。

同时，本发明还提供了用于电网系统发电机并联运行的实现方法，该方法采用以上提供的硬件方案，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、装置初始化，所述装置初始化为向所述装置中发出初始控制信号；

S2、电信号检测，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S3、电信号对比，通过以上装置中的处理模块，进行所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S4、发电机输出值调整或发电机并网合闸，所述发电机输出值调整为当进行S3步骤后，发电机输出端及电网上同一参数值不等时，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节，完成调节后重复步骤S3，若对应值相等，执行发电机并网合闸，若对应值不等，继续进行发电机输出值调整。

作为以上用于电网系统发电机并联运行的实现方法进一步的技术方案：

在步骤S2中，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序全部进行检测；

在步骤S3中，所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部值；

在步骤S4中，所述发电机输出值调整为针对对比结果，将电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部不等的项，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的装置或方法结构或思路简单，采用现有常用且价格低廉的单片机即可实现。采用本发明提供的技术方案，通过对电网上及待并网的发电机输出端上电的状态参数等进行检测，并将检测结果输入处理模块中，通过计算器计算向发电机调节系统中输出控制值，实现发电机快速、准确、小误差并网，以上过程可替代现有采用的传统模式的手动并列装置，这样不仅便于实现发电机并网无人值守，还可有效避免现有并网过程中存在时间长、精度低、误差大等问题出现，利于电网正常运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明所述的用于电网系统发电机并联运行的装置一个具体实施例的系统拓扑图；

图2是本发明所述的用于电网系统发电机并联运行的实现方法一个具体实施例的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，用于电网系统发电机并联运行的装置，包括电网电信号互感器及发电机电信号互感器；

所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置中的一种或几种；

还包括模数转换器、处理模块及发电机调节系统，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器的输出端上均与模数转换器的输入端相连，模数转换器的输出端连接在处理模块的信号输入端上，发电机调节系统的信号输入端与处理模块的信号输出端相连；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种。

本实施例中，通过对电网上及待并网的发电机输出端上电的状态参数等进行检测，并将检测结果输入处理模块中，通过计算器计算向发电机调节系统中输出控制值，实现发电机快速、准确、小误差并网，以上过程可替代现有采用的传统模式的手动并列装置，这样不仅便于实现发电机并网无人值守，还可有效避免现有并网过程中存在时间长、精度低、误差大等问题出现，利于电网正常运行的可靠性。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为利于信号采集质量和保护处理模块，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有降压滤波器。

由于电网及发电机输出点被检测的参数均具有变化快的特点，为利于信号采集准确度，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有采样保持器，且所述采样保持器位于模数转换器的前端。

作为一种最佳的发电机并网方案，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置及发电机原动机转速调节装置。

作为一种可保护处理模块的技术方案，所述处理模块与发电机调节系统之间还串联有隔离驱动电路。

实施例3：

如图1所示，本实施例在以上任意一个实施例提供的任意一个技术方案的基础上作进一步限定：为利于状态参数显示，利于本装置使用的直观性，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器上均连接有屏显装置。

为利于本装置运行的可靠性，所述处理模块上还连接有报警装置。

实施例4：

如图2所示，本实施例还提供了用于电网系统发电机并联运行的实现方法，该方法采用实施例1或2提供的任意一种硬件方案，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、装置初始化，所述装置初始化为向所述装置中发出初始控制信号；

S2、电信号检测，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S3、电信号对比，通过以上装置中的处理模块，进行所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S4、发电机输出值调整或发电机并网合闸，所述发电机输出值调整为当进行S3步骤后，发电机输出端及电网上同一参数值不等时，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节，完成调节后重复步骤S3，若对应值相等，执行发电机并网合闸，若对应值不等，继续进行发电机输出值调整。

实施例5：

本实施例在实施例4提供的技术方案的基础上作进一步限定：作为以上用于电网系统发电机并联运行的实现方法进一步的技术方案：

在步骤S2中，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序全部进行检测；

在步骤S3中，所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部值；

在步骤S4中，所述发电机输出值调整为针对对比结果，将电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部不等的项，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.用于电网系统发电机并联运行的装置，包括电网电信号互感器及发电机电信号互感器；

所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置中的一种或几种；

其特征在于，还包括模数转换器、处理模块及发电机调节系统，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器的输出端上均与模数转换器的输入端相连，模数转换器的输出端连接在处理模块的信号输入端上，发电机调节系统的信号输入端与处理模块的信号输出端相连；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有降压滤波器。

3.根据权利要求1所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述处理模块与电网电信号互感器、处理模块与发电机电信号互感器之间均设置有采样保持器，且所述采样保持器位于模数转换器的前端。

4.根据权利要求1所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器均包括电压相序检测装置、电压幅值检测装置、波形检测装置、频率检测装置及电压相位检测装置；

所述发电机调节系统包括电压相序调节装置、发电机励磁调节装置及发电机原动机转速调节装置。

5.根据权利要求1所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述处理模块与发电机调节系统之间还串联有隔离驱动电路。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述电网电信号互感器及发电机电信号互感器上均连接有屏显装置。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于电网系统发电机并联运行的装置，其特征在于，所述处理模块上还连接有报警装置。

8.用于电网系统发电机并联运行的实现方法，该方法采用如权利要求1至5中任意一项提供的硬件方案，其特征在于，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、装置初始化，所述装置初始化为向所述装置中发出初始控制信号；

S2、电信号检测，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S3、电信号对比，通过以上装置中的处理模块，进行所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中的一个或多个值；

S4、发电机输出值调整或发电机并网合闸，所述发电机输出值调整为当进行S3步骤后，发电机输出端及电网上同一参数值不等时，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节，完成调节后重复步骤S3，若对应值相等，执行发电机并网合闸，若对应值不等，继续进行发电机输出值调整。

9.根据权利要求8所述的用于电网系统发电机并联运行的实现方法，其特征在于，在步骤S2中，所述电信号检测为通过电网电信号互感器及发电机电信号互感器检测电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序全部进行检测；

在步骤S3中，所述电信号对比为对比电网中及发电机输出端的电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部值；

在步骤S4中，所述发电机输出值调整为针对对比结果，将电压相序、电压幅值、波形、频率及电压相序中全部不等的项，通过电压相序调节装置、发电机励磁调节装置、发电机原动机转速调节装置中的一种或几种，对电压相序、发电机励磁、发电机原动转速中的一种或几种进行调节。