CN105790316A - 一种水电站机组lcu无功脉冲调节系统 - Google Patents

一种水电站机组lcu无功脉冲调节系统 Download PDF

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Abstract

一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，包括获取机组无功目标值模块、获取无功调节模式模块、获取初始值模块，修正比例算法获得调节脉宽模块、机组无功监视模块。本发明实现在机组开环和闭环任意一种方式下调节机组无功量，在机组无功开环模式下可远方增减磁控制，在机组无功闭环模式下根据机组无功与目标无功偏差，运用修正比例算法计算无功功率脉冲宽度。本发明首次提出水电站机组LCU无功脉冲调节系统，运用修正比例算法建立无功与脉冲宽度函数模型，采取分段调节方式使实际无功值逼近于目标值以满足大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性和可靠性要求。

Description

一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统
技术领域
本发明一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，属于水电站计算机监控系统领域。
背景技术
目前，水电站计算机监控系统机组LCU的无功功率调节系统是电厂AVC实现电站GIS母线电压控制的基础，机组无功调节通常采用脉冲调节方式，可分为自动闭环控制和手动开环控制模式。手动开环控制模式采用操作员手动增减磁方式，脉冲宽度固定；自动闭环控制以无功目标值作为控制对象，无功实发值为反馈，自动闭环调节励磁增减磁脉冲宽度；本发明首次提出水电站机组LCU无功脉冲调节系统，运用修正比例算法建立无功与脉冲宽度函数模型，采取分段调节方式使实际无功值逼近于目标值以满足大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性和可靠性要求。
发明内容
本发明提供一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，解决机组无功控制单一性问题，完善了机组无功调节可在开环和闭环模式下实现，建立了无功功率与脉冲宽度函数模型以满足大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性、可靠性和安全性要求。
本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，在机组无功开环模式下可远方增减磁控制，在机组无功闭环模式下运用修正比例算法快速调节机组无功功率，包括以下模块：
一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，其特征在于，在机组无功开环模式下可远方增减磁控制，在机组无功闭环模式下运用修正比例算法快速调节机组无功功率，包括以下模块：
①获取机组无功目标值模块；
②获取无功调节模式模块；
③获取初始值模块；
④修正比例算法获得调节脉宽模块；
⑤机组无功监视模块；
该系统通过机组无功开环模式手动远方增减磁控制的具体实施步骤如下：
1)操作员站设置机组无功调节方式为开环模式；
2)手动设置增减磁命令，机组无功监视模块实现增减输出；
该系统通过修正比例算法获取调节脉宽模块的具体实施步骤如下：
1)获取机组无功当前值、调节目标值和调节死区值DEADB；
2)根据计算公式(2-1)获取机组无功调节目标值与实发值差值绝对值Diff，如果目标值与当前值差值大于最大允许调节值MAXDEV，则最大允许调节值作为当前无功调节目标值，其计算公式为(2-2)；判断是否允许进行调节脉冲计算，如果该差值大于调节死区值，则启动调节脉冲计算；
|REVF-I|＝Diff>DEADB(2-1)
IfDiff>MAXDEV则Diff＝MAXDEV(2-2)
其中：REVF为无功目标值，I为当前无功实发值，Diff为无功目标值与当前无功实发值差值绝对值；DEADB为调节死区值；
3)通过修正比例算法公式(2-3)、(2-4)和(2-5)分别计算脉冲调节宽度和两次脉冲调节间隔时间，脉冲调节输出闭锁时间；
T o n = ( | D i f f | 100 × K + T g a p + T p m i n ) × 1000 ( m s ) - - - ( 2 - 3 )
TPause＝(Ton×Tpac+Tapmin)×1000(ms)(2-4)
Tlock＝(Ton+Tpause)(ms)(2-5)
其中：Ton为脉冲调节宽度，TPause为两次脉冲调节间隔时间，Tlock为脉冲调节输出闭锁时间，K为脉冲调节比例系数，Tgap为脉冲调节修正参数，Tpmin为最小脉冲时间，Tpac为脉冲调节间隔比例系数，Tapmin为脉冲调节最小间隔时间；
4)根据当前机组无功目标值与无功实发值偏差方向，判断功率调节方向，若当前无功实发值大于目标无功值，则认定为功率调节反方向，若当前无功实发值小于目标无功值，则认定为调节正方向；
5)根据当前功率调节方向和上一次功率调节方向的偏差，判断当前功率调节方向是否有换向，若当前功率调节方向和上一次功率调节方向不一致或者调节方向正在换向且没有换向结束，则认定当前功率调节方向有换向；
6)根据功率调节方向和调节脉冲宽度计算实际增、减脉冲宽度：当为功率调节反方向且无换向时，则当前功率调节为减脉冲；当为功率调节正方向且无换向时，则当前功率调节为增脉冲；
7)两次功率调节之间的时间间隔由脉冲调节间隔时间确定，每两次功率调节之间均由脉冲调节输出闭锁时间闭锁；
8)当前机组无功目标值与无功实发值差值绝对值不在死区范围内，则转跳到步骤2)重新计算；若机组无功实发值在目标值死区范围内，则功率调节结束。
所述机组无功开环模式手动远方增减磁控制提高了机组LCU无功调节的灵活性，解决机组无功控制单一性问题。
所述修正比例算法满足了大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性和可靠性要求。
本发明有如下有益效果：
1、解决了机组无功控制模式单一问题。
2、提高了机组无功控制安全性，操作员可直接运行无功开环手动操作。
3、本发明的机组LCU无功脉冲调节系统在无功闭环脉冲调节模式下，通过修正比例算法，计算出调节脉冲增量，满足了大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性和可靠性要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明系统功能组成结构图。
图2为本发明系统修正比例算法获得调节脉宽模块流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，在机组无功开环模式下可远方增减磁控制，在机组无功闭环模式下运用修正比例算法快速调节机组无功功率，包括以下模块，如图1所示。
①获取机组无功功率目标值模块：其功能主要是利用计算机监控系统平台，运用操作员设定、电厂AVC、自动开停机初始值设定等三种方式获取机组无功功率目标值。
②获取功率调节模式模块：其功能主要是利用计算机监控系统平台，在机组并网时自动设定机组无功调节方式为无功闭环自动电压控制方式；在无功反馈故障或操作员下令或励磁系统故障退出情况下自动投入无功开环方式，操作员可手动切换无功调节方式。
③获取初始值模块：其主要功能是在无功闭环自动电压调节模式下，运用无功调节初始值模块，以获得无功闭环模式下的机组无功当前值、调节目标值、调节死区值及脉冲调节比例系数K值。
④修正比例算法获得调节脉宽模块：其功能是运修正比例算法实时计算脉冲调节宽度、脉冲调节间隔时间和脉冲调节输出闭锁时间，并按照一定调节闭锁条件和调节方向实施脉冲调节输出。
⑤机组无功监视模块：主要是为闭锁无功闭环控制和无功开环控制输出及监视本系统功率目标值调节是否达到功率设定值规定调节死区，当实测无功值与设定值偏差超过功率调节死区值，且持续时间超过10分钟，则报警“机组无功调节失败”，同时运用计时程序复归机组无功调节失败。
该系统通过机组无功开环模式手动远方增减磁控制的具体实施步骤如下：
1)操作员站设置机组无功调节方式为开环模式；
2)手动设置增减磁命令，机组无功监视模块实现增减输出；
该系统通过修正比例算法获取调节脉宽模块的具体实施步骤如下：
1)获取机组无功当前值、调节目标值和调节死区值DEADB；
2)根据计算公式(2-1)获取机组无功调节目标值与实发值差值绝对值Diff，如果目标值与当前值差值大于最大允许调节值MAXDEV，则最大允许调节值作为当前无功调节目标值，其计算公式为(2-2)；判断是否允许进行调节脉冲计算，如果该差值大于调节死区值，则启动调节脉冲计算；
|REVF-I|＝Diff>DEADB(2-1)
IfDiff>MAXDEV则Diff＝MAXDEV(2-2)
其中：REVF为无功目标值，I为当前无功实发值，Diff为无功目标值与当前无功实发值差值绝对值；DEADB为调节死区值；
3)通过修正比例算法公式(2-3)、(2-4)和(2-5)分别计算脉冲调节宽度和两次脉冲调节间隔时间，脉冲调节输出闭锁时间；
T o n = ( | D i f f | 100 × K + T g a p + T p m i n ) × 1000 ( m s ) - - - ( 2 - 3 )
TPause＝(Ton×Tpac+Tapmin)×1000(ms)(2-4)
Tlock＝(Ton+Tpause)(ms)(2-5)
其中：Ton为脉冲调节宽度，TPause为两次脉冲调节间隔时间，Tlock为脉冲调节输出闭锁时间，K为脉冲调节比例系数，Tgap为脉冲调节修正参数，Tpmin为最小脉冲时间，Tpac为脉冲调节间隔比例系数，Tapmin为脉冲调节最小间隔时间；
4)根据当前机组无功目标值与无功实发值偏差方向，判断功率调节方向，若当前无功实发值大于目标无功值，则认定为功率调节反方向，若当前无功实发值小于目标无功值，则认定为调节正方向；
5)根据当前功率调节方向和上一次功率调节方向的偏差，判断当前功率调节方向是否有换向，若当前功率调节方向和上一次功率调节方向不一致或者调节方向正在换向且没有换向结束，则认定当前功率调节方向有换向；
6)根据功率调节方向和调节脉冲宽度计算实际增、减脉冲宽度：当为功率调节反方向且无换向时，则当前功率调节为减脉冲；当为功率调节正方向且无换向时，则当前功率调节为增脉冲；
7)两次功率调节之间的时间间隔由脉冲调节间隔时间确定，每两次功率调节之间均由脉冲调节输出闭锁时间闭锁；
8)当前机组无功目标值与无功实发值差值绝对值不在死区范围内，则转跳到步骤2)重新计算；若机组无功实发值在目标值死区范围内，则功率调节结束。
所述机组无功开环模式手动远方增减磁控制提高了机组LCU无功调节的灵活性，解决机组无功控制单一性问题。
所述修正比例算法满足了大型水电站监控系统对机组无功调节快速稳定性和可靠性要求。

Claims (2)

1.一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，其特征在于，在机组无功开环模式下可远方增减磁控制，在机组无功闭环模式下运用修正比例算法快速调节机组无功功率，包括以下模块：
①获取机组无功目标值模块；
②获取无功调节模式模块；
③获取初始值模块；
④修正比例算法获得调节脉宽模块；
⑤机组无功监视模块；
该系统通过修正比例算法获取调节脉宽模块的具体实施步骤如下：
1)获取机组无功当前值、调节目标值和调节死区值DEADB；
2)根据计算公式(2-1)获取机组无功调节目标值与实发值差值绝对值Diff，如果目标值与当前值差值大于最大允许调节值MAXDEV，则最大允许调节值作为当前无功调节目标值，其计算公式为(2-2)；判断是否允许进行调节脉冲计算，如果该差值大于调节死区值，则启动调节脉冲计算；
|REVF-I|＝Diff>DEADB(2-1)
IfDiff>MAXDEV则Diff＝MAXDEV(2-2)
其中：REVF为无功目标值，I为当前无功实发值，Diff为无功目标值与当前无功实发值差值绝对值；DEADB为调节死区值；
3)通过修正比例算法公式(2-3)、(2-4)和(2-5)分别计算脉冲调节宽度和两次脉冲调节间隔时间，脉冲调节输出闭锁时间；
T o n = ( | D i f f | 100 × K + T g a p + T p m i n ) × 1000 ( m s ) - - - ( 2 - 3 )
TPause＝(Ton×Tpac+Tapmin)×1000(ms)(2-4)
Tlock＝(Ton+Tpause)(ms)(2-5)
其中：Ton为脉冲调节宽度，TPause为两次脉冲调节间隔时间，Tlock为脉冲调节输出闭锁时间，K为脉冲调节比例系数，Tgap为脉冲调节修正参数，Tpmin为最小脉冲时间，Tpac为脉冲调节间隔比例系数，Tapmin为脉冲调节最小间隔时间；
4)根据当前机组无功目标值与无功实发值偏差方向，判断功率调节方向，若当前无功实发值大于目标无功值，则认定为功率调节反方向，若当前无功实发值小于目标无功值，则认定为调节正方向；
5)根据当前功率调节方向和上一次功率调节方向的偏差，判断当前功率调节方向是否有换向，若当前功率调节方向和上一次功率调节方向不一致或者调节方向正在换向且没有换向结束，则认定当前功率调节方向有换向；
6)根据功率调节方向和调节脉冲宽度计算实际增、减脉冲宽度：当为功率调节反方向且无换向时，则当前功率调节为减脉冲；当为功率调节正方向且无换向时，则当前功率调节为增脉冲；
7)两次功率调节之间的时间间隔由脉冲调节间隔时间确定，每两次功率调节之间均由脉冲调节输出闭锁时间闭锁；
8)当前机组无功目标值与无功实发值差值绝对值不在死区范围内，则转跳到步骤2)重新计算；若机组无功实发值在目标值死区范围内，则功率调节结束。
2.根据权利要求1所述一种水电站机组LCU无功脉冲调节系统，其特征在于，该系统通过机组无功开环模式手动远方增减磁控制的具体实施步骤如下：
1)操作员站设置机组无功调节方式为开环模式；
2)手动设置增减磁命令，机组无功监视模块实现增减输出。
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