CN115579962B - 一种同期并网优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种同期并网优化方法及装置，包括：按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；根据所述电网参数确定并网时刻；根据所述并网时刻确定导前时间理论值；根据所述导前时间理论值调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间。通过动态调整导前时间，能够提高导前时间的准确性，提高同期效果，保证系统稳定性。

Description

一种同期并网优化方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种同期并网优化方法及装置。

背景技术

发电机并网时，一般利用同期装置在导前时间发出合闸指令，使得断路器能够在准确的时间点完成合闸操作，将发电机出口电压和网端电压之间的电压差、频率差和角度差控制在一定范围内，降低合闸带来的冲击。

导前时间的准确性直接影响着并网效果，其理论值为并网时刻与合闸脉冲发出时刻的时间差。然而，由于并网之前无法获知准确的并网时刻，导前时间的实际值一般为合闸动作完成时刻与合闸脉冲发出时刻的时间差。由于导前时间的实际值与理论值之间存在误差，降低了导前时间的准确性，且导前时间不会根据系统状态动态调整，当出现继电器接触不良等异常情况时，导前时间的误差增加，可能出现非同期合闸事故。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种同期并网优化方法及装置，能够动态调整导前时间，提高导前时间的准确性。

基于上述目的，本申请实施例提供了一种同期并网优化方法，包括：

按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；

根据所述电网参数确定并网时刻；

根据所述并网时刻确定导前时间理论值；

根据所述导前时间理论值调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间。

可选的，根据所述电网参数确定并网时刻，包括：

从合闸动作完成时刻起，按照时间从后向前的顺序，计算每个时刻的电网参数，直至确定在特定时刻的电网参数达到预设的误差阈值，将所述特定时刻作为所述并网时刻。

可选的，所述电网参数包括电压差、频率差和角度差；确定在特定时刻的电网参数达到预设的误差阈值，包括：

在所述特定时刻，所述电压差达到预设的电压差阈值，所述频率差达到预设的频率差阈值，或者所述角度差达到预设的角度差阈值。

可选的，根据所述并网时刻确定导前时间理论值之后，还包括：

如果所述导前时间理论值大于预设的导前时间最大值或者小于预设的导前时间最小值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。

可选的，根据所述导前时间理论值调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间，包括：

根据预设的调整比例、所述导前时间理论值和导前时间实际值之间的差值，调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间。

可选的，所述得到调整后的导前时间之后，还包括：

如果所述调整后的导前时间大于所述导前时间最大值或者小于所述导前时间最小值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。

可选的，根据所述电网参数确定并网时刻之后，还包括：

从所述并网时刻之前的一定时间内，查找电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值；

如果所述电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值中的任意一个大于相应的预警阈值，输出预警信息。

可选的，所述方法还包括：

如果所述电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值中的任意一个大于相应的报警阈值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息；其中，所述报警阈值是所述预警阈值的预定倍数。

可选的，所述方法还包括：

记录所述导前时间实际值、导前时间理论值和所述调整后的导前时间；

记录从合闸脉冲发出时刻至合闸动作完成时刻的电网参数。

本申请实施例还提供一种同期并网优化装置，包括：

参数检测模块，用于按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；

并网时刻确定模块，用于根据所述电网参数确定并网时刻；

导前时间确定模块，用于根据所述并网时刻确定导前时间理论值；

导前时间调整模块，用于根据所述导前时间理论值调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间。

从上面所述可以看出，本申请实施例提供的同期并网优化方法及装置，按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数，根据电网参数确定实际的并网时刻，根据并网时刻确定导前时间理论值，根据导前时间理论值调整导前时间实际值，得到调整后的导前时间。本申请通过动态调整导前时间，提高导前时间的准确性，提高同期效果，保证系统稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的同期并网合闸过程曲线示意图；

图2为本申请实施例的同期模拟试验中合闸过程曲线示意图；

图3为本申请实施例的方法流程示意图；

图4为本申请另一实施例的方法流程示意图；

图5为本申请实施例的装置结构框图；

图6为本申请实施例的系统结构框图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，发电机断路器GCB（Generator Circuit-Breaker）具有分闸位和合闸位两个开关量信号，当分闸位为1时，发电机断路器处于完全分闸的状态，当合闸位为1时，发电机断路器处于完全合闸的状态。并网时，同期装置在合闸脉冲发送时刻t₁（对应图中时刻1）发送合闸脉冲，发电机断路器接收到合闸脉冲，分闸位由1置为0，合闸位还是0，在发电机断路器动作过程中的合闸动作时刻t₂（对应图中时刻2），已经开始导通电流，实际上已经完成合闸，在发电机断路器合闸动作完成时刻t₃（对应图中时刻3），发电机断路器合闸位置为1。由于在合闸动作时刻t₂，并网点两侧的电压差、相角差和频率差均已小于相应的误差阈值，因而可以将该时刻作为并网时刻t_并网，从而确定导前时间理论值为并网时刻t_并网与合闸脉冲发出时刻t₁的时间差。

如图2所示，由于在并网之前无法获知并网时刻，在同期模拟试验时，一般将合闸动作完成时刻t₃与合闸脉冲发出时刻t₁的时间差作为导前时间实际值。同期模拟试验结束后，同期装置即按照导前时间实际值控制合闸操作。然而，导前时间实际值与理论值存在偏差，且实际并网时，可能存在继电器故障等异常情况，按照恒定的导前时间实际值进行并网，可能会因并网时间点不准确导致非同期合闸事故，影响系统稳定性。

有鉴于此，本申请实施例提供一种同期并网优化方法，按照导前时间实际值首次并网之后，根据检测的电网参数确定实际的并网时刻，根据并网时刻确定导前时间理论值，根据导前时间理论值调整导前时间实际值，按照调整后的导前时间进行并网，通过动态调整导前时间能够在准确的时间点并网，保证系统稳定性。

以下，通过具体的实施例进一步详细说明本申请的技术方案。

如图3、4所示，本申请实施例提供一种同期并网优化方法，包括：

S301：按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；

本实施例中，在实际并网之前，由于无法获知并网时刻，所以首次并网时，同期装置按照导前时间实际值控制合闸操作。从同期装置在合闸脉冲发送时刻发送合闸脉冲，发电机断路器接收合闸脉冲后开始动作，直至合闸动作完成，合闸位置1。从合闸脉冲发送时刻起，检测并网过程中的电网参数，电网参数包括电压差、角度差和频率差，其中，电压差是指并网点两侧的运行系统与待并系统之间的电压差（压差有效值），频率差是指运行系统与待并系统之间电压的频率差，角度差是指运行系统与待并系统之间电压的相位角度差。

S302：根据电网参数确定并网时刻；

S303：根据并网时刻确定导前时间理论值；

本实施例中，按照导前时间实际值并网后，利用检测的电网参数确定实际的并网时刻。方法为：从合闸动作完成时刻起，按照时间从后向前的顺序，计算每个时刻的电网参数，直至确定在特定时刻的电网参数达到预设的误差阈值，将特定时刻作为并网时刻。即，并网后，从合闸动作完成时刻起，向前计算每个时刻对应的并网点两侧的电压差、角度差和频率差，将每个时刻的电压差、角度差和频率差分别与预设的电压差阈值、角度差阈值和频率差阈值进行比较，当查找到特定时刻的电压差、角度差和频率差中的任意一个达到了相应的电压差阈值、角度差阈值和频率差阈值时，该特定时刻即为实际的并网时刻。根据导前时间理论值的定义，即可得到导前时间理论值为并网时刻与合闸脉冲发出时刻的时间差。

可选的，电压差阈值可以根据并网点两侧的电压较大值确定，例如，电压差阈值的范围可在电压较大值的0.1%-0.5%，取值可根据电压传感器的精度进行调整。角度差阈值例如为5°，频率差阈值例如为1Hz。电压差阈值、角度差阈值和频率差阈值的取值仅作示例性说明，不做具体限定。

S304：根据导前时间理论值调整导前时间实际值，得到调整后的导前时间。

本实施例中，确定了导前时间理论值之后，根据导前时间调整导前时间实际值。具体的，先判断导前时间理论值是否大于预设的导前时间最大值或者小于预设的导前时间最小值，如果是，则无需调整导前时间实际值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。即，当确定出的导前时间理论值异常时，可以初步判断系统中可能存在同期回路或者发电机断路器故障，一方面闭锁合闸脉冲发出指令，将发电机断路器锁定，另一方面及时报警，提醒技术人员尽快排查故障。

如果导前时间理论值小于导前时间最大值且大于导前时间最小值，则根据预设的调整比例、导前时间理论值和导前时间实际值之间的差值，调整导前时间实际值，得到调整后的导前时间，在下次并网时，即可按照调整后的导前时间控制合闸操作，后续在每次并网后均动态调整导前时间，并在下次并网时按照调整后的导前时间进行并网，能够适应系统状态，提高导前时间的准确性，提高同期效果，避免发生非同期合闸事故，保证电力系统的稳定性。

一些方式中，调整导前时间的方法为，

t_new=t_old+(t_测−t_old) ×d% （1）

其中，t_new为调整后的导前时间，t_old为本次并网的导前时间，t_测为导前时间理论值，d为设置的调整比例。首次并网时，t_old为导前时间实际值。可选的，调整比例可以设置为30%。

一些实施例中，得到调整后的导前时间之后，还包括：判断调整后的导前时间是否大于导前时间最大值或者小于导前时间最小值，如果是，则闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。即，对于每次调整后的导前时间，均需判断是否异常，如果导前时间异常则无需更新导前时间，并需及时排查是否存在故障。

一些方式中，导前时间最大值和最小值可以根据合闸控制回路继电器的数量、继电器动作时间、发电机断路器动作时间所确定。例如，导前时间最大值为合闸控制回路继电器的数量乘以继电器动作时间再加上发电机断路器动作时间之后，再乘以预设的裕度（例如，裕度为1.2）。导前时间最小值为合闸控制回路继电器的数量乘以继电器动作时间再加上发电机断路器动作时间之后，再除以预设的裕度（例如，裕度为1.5）。其中，裕度可根据系统配置进行调整。

一些实施例中，根据电网参数确定并网时刻之后，还包括：

从并网时刻之前的一定时间内，查找电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值；

如果电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值中的任意一个大于相应的预警阈值，输出预警信息。

本实施例中，在确定并网时刻之后，从并网时刻向前监测一定时间内的电压差、频率差和角度差，并从中确定出电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值，用于评价并网时的合闸效果及冲击大小，将电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值分别与相应的电压差预警阈值、频率差预警阈值和角度差预警阈值进行比较，如果三者中任意一个超出了相应的预警阈值，则输出预警信息，通过预警信息指示同期效果不好，冲击较大。

将电压差最大值、频率差最大值和角度差分别与相应的电压差报警阈值、频率差报警阈值和角度差报警阈值进行比较，如果三者中的任意一个超出了相应的报警阈值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息，通过报警信息指示同期效果较差，冲击很大，需及时排查是否存在故障。可选的，相应的报警阈值是相应的预警阈值的预定倍数，例如，电压差报警阈值是电压差预警阈值的1.1倍，当达到电压差预警阈值而未达到电压差报警阈值时，进行预警，当达到电压差报警阈值时进行报警。

一些实施例中，方法还包括：记录导前时间实际值、导前时间理论值和调整后的导前时间；以及记录从合闸脉冲发出时刻至合闸动作完成时刻的电网参数。即，本实施例提供的同期装置不仅可以通过动态调整导前时间提高同期效果，还可记录并网中的各项电网参数以及每次并网的导前时间。

本申请实施例提供的同期并网优化方法，应用于同期装置，在首次并网时，按照同期模拟试验测得的导前时间实际值控制合闸操作，并网后，根据电网参数确定实际的并网时刻，进而确定导前时间理论值，然后，根据导前时间理论值调整导前时间实际值，得到调整后的导前时间，下次并网时，按照调整后的导前时间进行并网。后续，在每次并网后都会动态调整导前时间，从而提高导前时间的准确性，提高同期效果。同时，当判断导前时间异常时及时报警，当监测的电网参数异常时及时报警，提示系统中可能存在故障，需要尽快排查，同期装置还可记录导前时间和电网参数，具有数据监测功能。

需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

如图5所示，本申请实施例还提供一种同期并网优化装置，包括：

参数检测模块，用于按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；

并网时刻确定模块，用于根据电网参数确定并网时刻；

导前时间确定模块，用于根据并网时刻确定导前时间理论值；

导前时间调整模块，用于根据导前时间理论值调整导前时间实际值，得到调整后的导前时间。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线 1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、微处理器、应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中（图中未示出），也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块（图中未示出），以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件（例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040）之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路（IC）芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的（即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节（例如，电路）以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构（例如，动态RAM（DRAM））可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同期并网优化方法，其特征在于，包括：

按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；其中，所述电网参数包括电压差、频率差和角度差；

从合闸动作完成时刻起，按照时间从后向前的顺序，计算每个时刻的电压差、频率差和角度差，直至在特定时刻，所述电压差达到预设的电压差阈值，所述频率差达到预设的频率差阈值，或者所述角度差达到预设的角度差阈值，将所述特定时刻作为并网时刻；

根据所述并网时刻确定导前时间理论值；

根据预设的调整比例、所述导前时间理论值和导前时间实际值之间的差值，调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间，计算公式为：

t_new=t_old+(t_测−t_old) ×d% （1）

其中，t_new为调整后的导前时间，t_old为导前时间实际值，t_测为导前时间理论值，d为调整比例。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述并网时刻确定导前时间理论值之后，还包括：

如果所述导前时间理论值大于预设的导前时间最大值或者小于预设的导前时间最小值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述得到调整后的导前时间之后，还包括：

如果所述调整后的导前时间大于所述导前时间最大值或者小于所述导前时间最小值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定并网时刻之后，还包括：

从所述并网时刻之前的一定时间内，查找电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值；

如果所述电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值中的任意一个大于相应的预警阈值，输出预警信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述电压差最大值、频率差最大值和角度差最大值中的任意一个大于相应的报警阈值，闭锁合闸脉冲发出指令，输出报警信息；其中，所述报警阈值是所述预警阈值的预定倍数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

记录所述导前时间实际值、导前时间理论值和所述调整后的导前时间；

记录从合闸脉冲发出时刻至合闸动作完成时刻的电网参数。

7.一种同期并网优化装置，其特征在于，包括：

参数检测模块，用于按照预定的导前时间实际值首次并网之后，检测并网后的电网参数；其中，所述电网参数包括电压差、频率差和角度差；

并网时刻确定模块，用于从合闸动作完成时刻起，按照时间从后向前的顺序，计算每个时刻的电压差、频率差和角度差，直至在特定时刻，所述电压差达到预设的电压差阈值，所述频率差达到预设的频率差阈值，或者所述角度差达到预设的角度差阈值，将所述特定时刻作为并网时刻；

导前时间确定模块，用于根据所述并网时刻确定导前时间理论值；

导前时间调整模块，用于根据预设的调整比例、所述导前时间理论值和导前时间实际值之间的差值，调整所述导前时间实际值，得到调整后的导前时间，计算公式为：

t_new=t_old+(t_测−t_old) ×d% （1）

其中，t_new为调整后的导前时间，t_old为导前时间实际值，t_测为导前时间理论值，d为调整比例。

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