CN114498765B - 一种发电机功率变送器控制方法和系统 - Google Patents

一种发电机功率变送器控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了—种发电机功率变送器控制方法和系统，涉及发电机功率变送器控制技术领域，本发明包括发电机自动控制柜、监控装置、发电机组以及功率变送器，所述发电机自动控制柜内部配置有发电机功率控制系统，所述监控装置内部配置有发电机监控系统，所述功率变送器与监控装置之间设置有发电机智能功率变送装置。本发明通过导致电厂频繁发生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的研究，总结原因，研发出发电机智能功率变送装置，有效的解决了变送器在系统扰动期出现过冲、反向等暂态误差问题引起机组控制系统误调节、导致电厂全停并进一步影响涉网安全问题。

Description

一种发电机功率变送器控制方法和系统
技术领域
本发明涉及发电机功率变送器控制技术领域，尤其涉及一种发电机功率变送器控制方法和系统。
背景技术
发电机是现代生活活动中的重要设备，功率变送器是一种将输入电压、电流信号变换为与有功功率、无功功率、功率因数等参量成固定函数关系的标准量输出的、方便二次设备使用的测量装置。为保证发电机的稳定运行，在发电机监控系统中，广泛采用功率变送器来测量发电机机端和负载端的功率，以供监控系统进行数据分析处理并采取适当的控制。因此功率变送器输出信号的正确与稳定对于发电机的稳定运行有重要意义。随着我国现代化进程不断推进，电力需求越来越大，投产运行的大型发电机组数数量日趋增多。发电机组容量及用电负荷的增大，使得发电机组与电网之间的互相影响也越来越大。
近几年来，陆续发现空充主变(全压冲击)或者输变线路发生接地、短路故障时，会在发电机的机端产生含有大量谐波的暂态涌流，导致常规模式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲，放大，反向等畸变失真，造成发电机功率控制系统调门误动或动作紊乱，引发机组功率振荡甚至跳机事件时有发生，并对电网稳定运行带来严重危害。因此本发明特提出一种发电机功率变送器控制方法和系统以解决上述背景技术中所提出的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统。
本发明通过对近几年电厂因气候因素和人们对电力需求越来越大，发电机机组容量及用电负荷的增大，使得发电机机组与电网之间的互相影响也越来越大，导致电厂频繁发生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的研究，总结原因，研发出发电机智能功率变送装置，有效的解决了变送器在系统扰动期出现过冲、反向等暂态误差问题引起机组控制系统误调节、导致电厂全停并进一步影响涉网安全问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种发电机功率变送器控制方法和系统，包括发电机自动控制柜、监控装置、发电机组以及功率变送器，所述发电机自动控制柜内部配置有发电机功率控制系统，所述监控装置内部配置有发电机监控系统，所述功率变送器与监控装置之间设置有发电机智能功率变送装置，所述发电机智能功率变送装置内部设置有功率变送器控制系统，
发电机组，发电机组上设置有测量装置，用于测得发电机组运作实时的电流信号和电压信号；
功率变送器，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，进入得到发电机组机端的功率参数；
发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错；
监控装置，内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库，使装置系统能够实时正确的反映现场设备的实际情况；
发电机自动控制柜，内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
优选地，所述发电机功率控制系统具备功率调节能力，自动接收电力系统调度机构下达的有效功率控制指令，按照预定的规则和策略计算功率需求，选择控制的机组设备并进行功率分配，实现功率的可检测化和可控制化。
优选地，所述发电机功率控制系统通过AVC系统和SVC/SVG系统的协调配合，实现机组故障情况下的稳态控制和暂态压制，通过调节主变分接开关来保证发电机组内电压的稳定。
优选地，所述发电机功率控制系统内部配置有控制逻辑模块，所述控制逻辑模块内部设定有给定的转速值、功率值、电压值和电流值，所述发电机组测量装置将机组转速、功率、电压和电流信息反馈控制逻辑模块，得到与功率变送器提供的不符的电流偏差、电压偏差、功率偏差和转速偏差，系统通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正，以补偿发电机组故障引起的功率变化。
优选地，所述发电机功率控制系统通过目标给定值，结合升功速率，计算处发电机功率有效控制的有效给定值，发电机功率有效给定值限制在发电机有效给定值下限到发电机的有效给定值上限之间；
其中，控制偏差＝[有效功率给定值(0-100％+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]-发电机功率测量值(转换成百分比)；
[有效功率给定值(0-100％)+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]中的上限值为106％、下限值当发电机功率大于25％时为20％，当发电机功率小于15％时，下限值为0％]。
优选地，所述功率变送器在发电机功率控制系统内的信号传输方式是将变送器内部小PT、小CT二次的一周波电压电流信号各自AD转换、离散化成256个瞬时值，将每个瞬时电压与瞬时电流直接做数字乘法运算得到瞬时功率值，将一周波的256个瞬时功率值累加求平均就得到一周波的有效功率值，再将N个周波的有效功率进行数字滤波，最后将稳定功率的数字量DA转换成4-20mA的模拟量输出。
优选地，所述发电机功率控制系统电路开关录入6位拨码，通过改变10译码输出十进制计数器的计算方式，10译码输出十进制计数器的4脚(Y2端)通过S与15脚(复位端)相接，将S置于“2”档，10译码输出十进制计数器5脚(Y6端)通过S位15脚的RESET相接，通过控制开关来完成负载的功率变化。
一种发电机功率变送器控制方法，其特征在于，大体包括如下步骤；
步骤一、发电机组上测量装置将机组运行的实时电流以及电压信号传递给功率变送器；
步骤二、功率变送器将，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，进入得到发电机组机端的功率参数，将得到的机组功率参数传递给发电机智能功率变送装置；
步骤三、发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错，使发电机智能功率变送装置暂态输出功率变化趋势与机组实际功率变化相同；
步骤四、监控装置通过内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库，使装置系统能够实时正确的反映现场设备的实际情况；
步骤五、发电机自动控制柜内部接收到来自发电机控制系统的纠错信息，通过内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备，通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正，以补偿发电机组故障引起的功率变化。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库，使装置系统能够实时正确的反映现场设备的实际情况，通过对常规变送器在线路发生暂态故障时变送器的功率输出将产生不符合实际功率变化曲线进行具体研究，在原理上改进，实现暂态输出功率变化趋势基本与实际功率变化相同；
2、本发明采用双CT，双PT接线方式，对保护CT，测量PT同时采样，通过电流无缝切换技术，有效避免因测量级电流互感器电流过大或非周期分量饱和，导致变送装置无法正确输出功率的影响。另外在发生CT、PT断线时，装置会自动切换到未断线的另一组CT和PT。事件记录与录波功能，可完整记录装置运行过程中出现的各种状况，方便事后分析。报警输出、对时等功能；
3、本发明发电机功率控制系统具备功率调节能力，自动接收电力系统调度机构下达的有效功率控制指令，按照预定的规则和策略计算功率需求，选择控制的机组设备并进行功率分配，实现功率可检测化和可控制化通过发电机组测量装置将机组转速、功率、电压和电流信息反馈控制逻辑模块，得到与功率变送器提供的不符的电流偏差、电压偏差、功率偏差和转速偏差，系统通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正，以补偿发电机组故障引起的功率变化。
附图说明
图1为本发明提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统的控制流程结构示意图；
图2为本发明提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统的系统网络结构示意图；
图3为本发明提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统的调节原理示意图；
图4为本发明提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统的信号传输流程示意图；
图5为本发明提出的一种发电机功率变送器控制方法和系统的功率控制电路原理示意图。
图中：。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种发电机功率变送器控制方法和系统，包括发电机自动控制柜、监控装置、发电机组以及功率变送器，发电机自动控制柜内部配置有发电机功率控制系统，监控装置内部配置有发电机监控系统，功率变送器与监控装置之间设置有发电机智能功率变送装置，发电机智能功率变送装置内部设置有功率变送器控制系统；
其中发电机功率变送器的控制方法大体包括如下步骤；
步骤一、发电机组上测量装置将机组运行的实时电流以及电压信号传递给功率变送器；
步骤二、功率变送器将，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，进入得到发电机组机端的功率参数，将得到的机组功率参数传递给发电机智能功率变送装置；
步骤三、发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错，使发电机智能功率变送装置暂态输出功率变化趋势与机组实际功率变化相同；
步骤四、监控装置通过内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库，使装置系统能够实时正确的反映现场设备的实际情况；
步骤五、发电机自动控制柜内部接收到来自发电机控制系统的纠错信息，通过内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备，通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正，以补偿发电机组故障引起的功率变化。
进一步的是，发电机组，发电机组上设置有测量装置，用于测得发电机组运作实时的电流信号和电压信号。
更进一步的是，功率变送器，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，进入得到发电机组机端的功率参数，功率变送器在发电机功率控制系统内的信号传输方式是将变送器内部小PT、小CT二次的一周波电压电流信号各自AD转换、离散化成256个瞬时值，将每个瞬时电压与瞬时电流直接做数字乘法运算得到瞬时功率值，将一周波的256个瞬时功率值累加求平均就得到一周波的有效功率值，再将N个周波的有效功率进行数字滤波，最后将稳定功率的数字量DA转换成4-20mA的模拟量输出。
更进一步的是，发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错。
更进一步的是，监控装置，内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库，使装置系统能够实时正确的反映现场设备的实际情况。
更进一步的是，发电机自动控制柜，内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备，发电机功率控制系统具备功率调节能力，自动接收电力系统调度机构下达的有效功率控制指令，按照预定的规则和策略计算功率需求，选择控制的机组设备并进行功率分配，实现功率的可检测化和可控制化，发电机功率控制系统通过AVC系统和SVC/SVG系统的协调配合，实现机组故障情况下的稳态控制和暂态压制，通过调节主变分接开关来保证发电机组内电压的稳定；
发电机功率控制系统内部配置有控制逻辑模块，控制逻辑模块内部设定有给定的转速值、功率值、电压值和电流值，发电机组测量装置将机组转速、功率、电压和电流信息反馈控制逻辑模块，得到与功率变送器提供的不符的电流偏差、电压偏差、功率偏差和转速偏差，系统通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正，以补偿发电机组故障引起的功率变化；
发电机功率控制系统通过目标给定值，结合升功速率，计算处发电机功率有效控制的有效给定值，发电机功率有效给定值限制在发电机有效给定值下限到发电机的有效给定值上限之间；
其中，控制偏差＝[有效功率给定值(0-100％+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]-发电机功率测量值(转换成百分比)；
[有效功率给定值(0-100％)+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]中的上限值为106％、下限值当发电机功率大于25％时为20％，当发电机功率小于15％时，下限值为0％]。
更进一步的是，发电机功率控制系统电路开关录入6位拨码，通过改变10译码输出十进制计数器的计算方式，10译码输出十进制计数器的4脚(Y2端)通过S与15脚(复位端)相接，将S置于“2”档，10译码输出十进制计数器5脚(Y6端)通过S位15脚的RESET相接，通过控制开关来完成负载的功率变化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发电机功率变送器控制系统，包括发电机自动控制柜、监控装置、发电机组以及功率变送器，其特征在于，所述发电机自动控制柜内部配置有发电机功率控制系统，所述监控装置内部配置有发电机监控系统，所述功率变送器与监控装置之间设置有发电机智能功率变送装置，所述发电机智能功率变送装置内部设置有功率变送器控制系统；
发电机组，发电机组上设置有测量装置，用于测得发电机组运作实时的电流信号和电压信号；
功率变送器，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，得到发电机组机端的功率参数；
发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错；
监控装置，内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库；
发电机自动控制柜，内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
2.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述发电机功率控制系统具备功率调节能力，自动接收电力系统调度机构下达的有效功率控制指令，按照预定的规则和策略计算功率需求，选择控制的机组设备并进行功率分配。
3.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述发电机功率控制系统通过AVC系统和SVC/SVG系统的协调配合，实现机组故障情况下的稳态控制和暂态压制。
4.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述发电机功率控制系统内部配置有控制逻辑模块，所述控制逻辑模块内部设定有给定的转速值、功率值、电压值和电流值，所述发电机组测量装置将机组转速、功率、电压和电流信息反馈控制逻辑模块，得到与功率变送器提供的不符的电流偏差、电压偏差、功率偏差和转速偏差，系统通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正。
5.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述发电机功率控制系统通过目标给定值，结合升功速率，计算处发电机功率有效控制的有效给定值，发电机功率有效给定值限制在发电机有效给定值下限到发电机的有效给定值上限之间；
其中，控制偏差＝[有效功率给定值(0-100％+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]-发电机功率测量值；
[有效功率给定值(0-100％)+频率修正值(-5-0％)+压力修正值]中的上限值为106％、下限值当发电机功率大于25％时为20％，当发电机功率小于15％时，下限值为0％]。
6.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述功率变送器在发电机功率控制系统内的信号传输方式是将变送器内部小PT、小CT二次的一周波电压电流信号各自AD转换、离散化成256个瞬时值，将每个瞬时电压与瞬时电流直接做数字乘法运算得到瞬时功率值，将一周波的256个瞬时功率值累加求平均就得到一周波的有效功率值，再将N个周波的有效功率进行数字滤波，最后将稳定功率的数字量DA转换成4-20mA的模拟量输出。
7.根据权利要求1所述的一种发电机功率变送器控制系统，其特征在于，所述发电机功率控制系统电路开关录入6位拨码，通过改变10译码输出十进制计数器的计算方式，10译码输出十进制计数器的4脚通过S与15脚相接，将S置于“2”档，10译码输出十进制计数器5脚通过S位15脚的RESET相接。
8.一种发电机功率变送器控制方法，其特征在于，大体包括如下步骤；
步骤一、发电机组上测量装置将机组运行的实时电流以及电压信号传递给功率变送器；
步骤二、功率变送器将，将发电机组的电压信号和电流信号进行分析处理，得到发电机组机端的功率参数，将得到的机组功率参数传递给发电机智能功率变送装置；
步骤三、发电机智能功率变送装置，内部功率变送控制系统将功率变送器分析得到的发电机组实时功率参数数值进行分析纠错；
步骤四、监控装置通过内部发电机监控系统将自动采集发电机功率控制系统所需的所有信息，并对采集的数据进行有效性和正确性的检查，即时更新数据库；
步骤五、发电机自动控制柜内部接收到来自发电机控制系统的纠错信息，通过内部发电机功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求，选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备，通过修正信号将功率控制器输入端的功率参数进行修正。
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