CN105717877B - 基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法及装置 - Google Patents

基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用顺控流程对抽水蓄能机组运行工况判别结果进行校验的方法，包括步骤：(1)创建顺控流程信息表，包括运行工况转换顺序表和运行工况持续时间表；(2)依据监控系统信号和开关位置接点判别机组当前运行工况；(3)若所判工况发生变化，则进行校验：①对照运行工况转换顺序表，查看运行工况按相应顺序直接转换的可能性；②若由于保护动作或监控系统强制命令导致前一工况异常中止，则跳过本重校验，否则，依据运行工况持续时间表，核对前一工况持续时间是否在合理范围内。(4)若所判工况未变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况已持续时间是否超出最大可能时间。本方法可解决单一接点回路故障导致工况误判的问题。

Description

基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法及装置
技术领域
本发明涉及抽水蓄能机组运行工况校验方法，具体涉及基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法及装置。
背景技术
抽水蓄能机组运行工况众多，有水泵工况、水泵调相工况、发电工况、发电调相工况、SFC启动工况、背靠背启动工况、停机等上十种工况，各工况之间流程关系复杂，转换频繁。而大型抽水蓄能机组的保护功能超过30种，在特定的工况下，某些保护功能不适用或可能导致误动，需依据工况判别结果闭锁相应保护，一些特殊的保护功能只能在特定工况才能投入。因此，准确的工况判别方法是保证抽水蓄能机组保护性能和可靠性的基础。
以往抽水蓄能机组保护装置常见的工况识别方法有两种，其流程图如图1所示。下面分别对其进行介绍，并分析其优缺点。
(1)直接使用监控系统的工况信号。抽水蓄能机组启停机等工况的转换都是由监控系统进行控制的，监控系统收集拖动开关、换相开关等开关位置信息，综合流程转换逻辑来识别当前机组运行工况。监控系统直接将工况判别结果通过接点信号送给保护装置使用。这种方法实现简单，保护装置无需任何逻辑判别，但是单纯的硬接点信号存在不可靠的缺点，当端子松动或接点回路断线等故障导致信号状态错误时，保护装置可能因工况识别错误而误动。
(2)装置接入换相开关、拖动开关等所有开关辅助接点，根据工况与开关状态的对应关系，自动判别机组运行工况。这种方法相对前一种方法，可靠性有所提高。由于机组运行工况对应固定的开关位置逻辑组合，装置可以防止部分情况下的单一接点回路故障导致的工况误判，但是却无法完全解决此问题。抽水蓄能机组主要作为调峰电源使用，每天均要启停数次，对启动开关、换相开关的操作次数相对于其他开关要频繁的多，开关设备及相关二次回路出现故障的概率也相对较高，如果因为开关辅助接点二次回路故障导致装置工况误判，可能会导致保护误动。
综上所述，上述两种方法均不能解决单一接点回路故障导致工况误判的问题。若因为接点回路故障导致工况误判，依据抽水蓄能机组保护装置的功能闭锁逻辑，可能导致一些保护功能被误闭锁，另一些保护功能误开放，进而可能导致保护装置的拒动或误动。
发明内容
本发明的目的是：提供一种利用机组顺控流程进行校验的抽水蓄能机组运行工况判别方法，解决单一接点回路故障导致工况误判的问题。
本发明采取的技术方案是：
基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法及装置，包括步骤：
(1)创建顺控流程信息表，包括运行工况转换顺序表和运行工况持续时间表；
(2)依据监控系统工况信号和开关位置接点判别机组当前运行工况；
(3)当步骤(2)所判运行工况发生变化时，依次进行以下两重校验：①对照运行工况转换顺序表，校验机组按相应顺序进行工况转换的可能性；②依据运行工况持续时间表，核对前一工况的持续时间是否在合理范围。
(4)若步骤(2)所判运行工况未发生变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况已持续时间是否超出最大可能时间。
上述方案中：所述的运行工况转换顺序表。具体指：
运行工况转换顺序表是二维表，其所有元素构成n×n的二维矩阵，其中，n表示n种运行工况。任一元素Si,j只能取值为0或1，当Si,j为1时，表示第i种工况可以直接转换至第j种工况；当Si,j为0，表示第i种工况不能直接转换至第j种工况。
上述方案中：所述的运行工况持续时间表。具体指：
运行工况持续时间表包含了每种工况可能的最大持续时间Tmax(k)和最小持续时间Tmin(k)，其中，k＝1～n。
上述方案中：所述的依据监控系统工况信号和开关位置接点判别机组当前运行工况。具体指：
装置根据开入接点状态判别机组工况的方法有：
第一种方法：抽水蓄能电站的监控系统监测和控制机组的工况转换流程，监控系统可以将当前工况信息通过硬接点送至保护或控制装置，装置无需进行额外的逻辑判别，直接由接点状态获取工况信息。
第二种方法：保护或控制装置接入机组开关辅助接点，依据运行工况与开关状态的固定对应逻辑来判别机组当前运行工况，所述开关辅助接点包括但不限于：拖动开关、被拖动开关、换相开关和电制动开关。
上述方案中：所述的当装置所判运行工况发生变化时，进行的第一重校验具体指：检索运行工况转换顺序表，若变化前运行工况序号为i，变化后运行工况序号为j，则查找对应元素Si,j的值。若为“1”，则本校验通过，若为“0”，则认为当前工况判别错误。
上述方案中：所述的当装置所判运行工况发生变化时，进行的第二重校验具体指：检查当前是否有机组保护动作或监控系统的工况强制中止命令，若有则跳过此第二重校验，否则，检索运行工况持续时间表，若变化前运行工况的序号为m，则查看变化前运行工况的总持续时间T(m)是否满足：
Tmin(m)≤T(m)≤Tmax(m)
若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
上述方案中：所述的若所判运行工况未发生变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况已持续时间是否在合理范围。具体是指：
检索运行工况持续时间表，若当前运行工况的序号为n，则查看变化前运行工况的总持续时间T(n)是否满足：
T(n)≤Tmax(n)
若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
另外本发明还提供一种采用顺控流程对抽水蓄能机组运行工况判别结果进行校验的装置，其特征在于包括采样模块、工况判别模块、工况校验模块，其中：
所述采样模块用于装置对监控系统信号和开关位置接点开入进行采样，得到开入接点当前状态；
所述工况判别模块用于根据采样模块结果，结合运行工况与开入接点的固定对应逻辑来判别机组当前运行工况；
所述工况校验模块用于根据工况判别模块的结果，通过逻辑校验确定当前工况判别结果是否正确。
上述方案中：所述工况判别模块中，装置根据开入接点状态判别机组工况的方法有多种：
第一种方法：抽水蓄能电站的监控系统监测和控制机组的工况转换流程，监控系统可以将当前工况信息通过硬接点送至保护或控制装置，装置无需进行额外的逻辑判别，直接由接点状态获取工况信息。
第二种方法：保护或控制装置接入机组的拖动开关、被拖动开关、换相开关和电制动开关等开关辅助接点，依据运行工况与开关状态的固定对应逻辑来判别机组当前运行工况。
上述方案中：所述工况校验模块中，当工况判别模块判别的机组工况发生变化时，依次进行两重校验：
第一重校验：检索运行工况转换顺序表，若变化前运行工况序号为i，变化后运行工况序号为j，则查找对应元素Si,j的值。若为“1”，则本校验通过，若为“0”，则认为当前工况判别错误。
第二重校验：检查当前是否有机组保护动作或监控系统的工况强制中止命令，若有则跳过此第二重校验，否则，检索运行工况持续时间表，若变化前运行工况的序号为m，则查看变化前运行工况的总持续时间T(m)是否满足：Tmin(m)≤T(m)≤Tmax(m)，若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
上述方案中：所述工况校验模块中，若工况判别模块所判运行工况未发生变化，检索运行工况持续时间表，则查看变化前运行工况的总持续时间T(n)是否满足：T(n)≤Tmax(n)，若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
本发明的有益效果是：提供一种利用机组顺控流程进行校验的抽水蓄能机组运行工况判别方法，防止因为单一接点回路故障导致工况误判。
附图说明
图1是抽水蓄能机组的两种常规的运行工况判别方法流程图。。
图2是本发明所述方法的实施流程图。
图3是某抽水蓄能机组的顺控流程示意图。
图4是采用本方案的装置结构示意图。
具体实施方式
本方案的整体的流程图如图2所示。具体来说，分为以下数个步骤：(1)创建顺控流程信息表，包括运行工况转换顺序表和运行工况持续时间表；(2)依据监控系统信号和开关位置接点判别机组当前运行工况；(3)若判别出的运行工况发生变化，则依次进行以下两重校验：①对照运行工况转换顺序表，查看是否存在按相应顺序进行工况转换的可能，若不存在直接转换的可能性，则认为当前工况判别错误；②依据运行工况持续时间表，核对前一工况的持续时间介于该工况最小可能时间和最大可能时间之间，否则，认为当前工况判别错误。(4)若判别出的运行工况未发生变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况的持续时间是否小于最大可能时间，若超出最大可能时间，则认为当前工况判别错误。
以下内容将以国内某300MW抽水蓄能机组为例，并结合附图详细说明本方案的实施方式。
(1)该机组运行工况转换流程示意图如图3所示，根据机组实际的顺控流程创建运行工况转换顺序表和运行工况持续时间表。
表1 运行工况转换顺序表
表2 运行工况持续时间表
运行工况 SFC启动 背靠背启动 水泵调相 电制动工况 背靠背拖动
最小持续时间/s 200 60 40 20 60
最大持续时间/s 270 120 90 60 120
(2)该机组的保护装置接入拖动开关、被拖动开关、换相开关、电制动开关、机端断路器、电制动开关辅助接点，依据表3所述的运行工况与开关状态的对应关系，判别机组当前运行工况。
表3 运行工况与开关位置对应关系表
(3)若装置所判运行工况发生变化，且变化前工况的序号为i，变化后工况的序号为j，依次进行以下两重校验：
第一重校验：检索运行工况转换顺序表(表1)，查找对应元素Si,j的值。若为“1”，则本校验通过，若为“0”，则认为当前工况判别错误。
例如，若变化前工况为发电工况，即i＝8，变化后工况为水泵工况，即j＝4，查找S8,4＝0，则认为不可能直接由发电工况转换至水泵工况，当前工况判别错误。
若变化前工况为发电工况，即i＝8，变化后工况为发电调相工况，即j＝9，查找S8,9＝1，则认为可直接由发电工况转换至发电调相工况，校验通过。
第二重校验：检查当前是否有机组保护动作或监控系统的工况强制中止命令，若有则跳过此第二重校验，否则，检索运行工况持续时间表(表2)，若变化前运行工况的序号为m，则查看变化前运行工况的总持续时间T(m)是否满足：Tmin(m)≤T(m)≤Tmax(m)若不满足，认为当前工况判别错误。
例如：若变化前工况为SFC启动工况，装置计时得到该工况总持续时间为350s，则查表2可知，该机组SFC启动工况持续时间应在210～260s范围内，实际持续时间超出此范围，当前工况判别错误。
(4)若所判运行工况未发生变化，且当前运行工况的序号为n，则检索运行工况持续时间表(表2)，则查看当前工况已持续时间T(n)是否满足：T(n)≤Tmax(n)，若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
例如，经逻辑判别当前工况仍然为背靠背启动工况，且此工况已持续85s，则检索表2，背靠背启动工况最大持续时间为100s，校验通过。
另外，本发明还有实施例提供一种使用本发明所述方法的装置如图4所示，包括采样模块、工况判别模块、工况校验模块，其中：
所述采样模块用于装置对监控系统信号和开关位置接点开入进行采样，得到开入接点当前状态；
所述工况判别模块用于根据采样模块结果，结合运行工况与开关状态的固定对应逻辑来判别机组当前运行工况；
所述工况校验模块用于根据工况判别模块的结果，通过逻辑校验确定当前工况判别结果是否正确。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是，包括步骤：
(1)创建顺控流程信息表，包括运行工况转换顺序表和运行工况持续时间表；
(2)依据监控系统工况信号和开关位置接点判别机组当前运行工况；
(3)当步骤(2)所判运行工况发生变化时，依次进行以下两重校验：①对照运行工况转换顺序表，校验机组进行工况按相应顺序直接转换的可能性；②依据运行工况持续时间表，核对前一工况的持续时间是否在合理范围；
(4)若步骤(2)所判运行工况未发生变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况已持续时间是否超出最大可能时间。
2.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：创建的顺控流程信息表，包括运行工况转换顺序表具体指：
运行工况转换顺序表是二维表，其所有元素构成n×n的二维矩阵，其中，n表示n种运行工况，任一元素Si,j只能取值为0或1，当Si,j为1时，表示第i种工况可以直接转换至第j种工况；当Si,j为0，表示第i种工况不能直接转换至第j种工况。
3.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：创建的顺控流程信息表，包括运行工况持续时间表具体指：
运行工况持续时间表包含了每种工况可能的最大持续时间Tmax(k)和最小持续时间Tmin(k)，其中，k＝1～n，其中，n表示n种运行工况。
4.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：依据监控系统工况信号和开关位置接点判别机组当前运行工况具体指：装置根据开入接点状态判别机组工况的方法有：
第一种方法：抽水蓄能电站的监控系统监测和控制机组的工况转换流程，监控系统可以将当前工况信息通过硬接点送至保护或控制装置，装置无需进行额外的逻辑判别，直接由接点状态获取工况信息；
第二种方法：保护或控制装置接入机组的开关辅助接点，依据运行工况与开关状态的固定对应逻辑关系来判别机组当前运行工况，所述开关辅助接点包括但不限于：拖动开关、被拖动开关、换相开关和电制动开关。
5.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：当装置所判运行工况发生变化时，依次进行两重校验，第一重校验过程具体指：检索运行工况转换顺序表，若变化前运行工况序号为i，变化后运行工况序号为j，则查找对应元素Si,j的值；若为“1”，则本校验通过，若为“0”，则认为当前工况判别错误。
6.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：当装置所判运行工况发生变化时，依次进行两重校验，第二重校验过程具体指：检查当前是否有机组保护动作或监控系统的工况强制中止命令，若有则跳过此第二重校验，否则，检索运行工况持续时间表，若变化前运行工况的序号为m，则查看变化前运行工况的总持续时间T(m)是否满足：
Tmin(m)≤T(m)≤Tmax(m)
若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
7.如权利要求1所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验方法，其特征是：若所判运行工况未发生变化，则依据运行工况持续时间表，核对当前工况已持续时间是否超出最大可能时间是指：
检索运行工况持续时间表，若当前运行工况的序号为n，则查看当前工况已持续时间T(n)是否满足：
T(n)≤Tmax(n)
若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
8.基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验装置，其特征在于包括采样模块、工况判别模块、工况校验模块，其中：
所述采样模块用于装置对监控系统信号和开关位置接点开入进行采样，得到开入接点当前状态；
所述工况判别模块用于根据采样模块结果，结合运行工况与开入接点的固定对应逻辑关系来判别机组当前运行工况；
所述工况校验模块用于根据工况判别模块的结果，通过逻辑校验确定当前工况判别结果是否正确。
9.如权利要求8所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验装置，其特征在于所述工况判别模块中，装置根据开入接点状态判别机组工况的方法有：
第一种方法：抽水蓄能电站的监控系统监测和控制机组的工况转换流程，监控系统可以将当前工况信息通过硬接点送至保护或控制装置，装置无需进行额外的逻辑判别，直接由接点状态获取工况信息；
第二种方法：保护或控制装置接入机组的开关辅助接点，依据运行工况与开关状态的固定对应逻辑关系来判别机组当前运行工况，所述开关辅助接点包括但不限于：拖动开关、被拖动开关、换相开关和电制动开关。
10.如权利要求8所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验装置，其特征在于所述工况校验模块中，当工况判别模块判别的机组工况发生变化时，依次进行两重校验：
第一重校验：检索运行工况转换顺序表，若变化前运行工况序号为i，变化后运行工况序号为j，则查找对应元素Si,j的值；若为“1”，则本校验通过，若为“0”，则认为当前工况判别错误；
第二重校验：检查当前是否有机组保护动作或监控系统的工况强制中止命令，若有则跳过此第二重校验，否则，检索运行工况持续时间表，若变化前运行工况的序号为m，则查看变化前运行工况的总持续时间T(m)是否满足：Tmin(m)≤T(m)≤Tmax(m)，若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
11.如权利要求8所述的基于顺控流程的抽水蓄能机组运行工况校验装置，其特征在于所述工况校验模块中，若工况判别模块所判运行工况未发生变化，检索运行工况持续时间表，则查看当前工况已持续时间T(n)是否满足：T(n)≤Tmax(n)，若满足，则本校验通过；否则，认为当前工况判别错误。
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