CN202550588U - 一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，包括总控PLC、交换机和若干终端PLC；所述终端PLC与现场终端设备控制系统连接，所述终端PLC通过交换机与总控PLC连接；其中，所述终端PLC采集现场终端设备的数据信息并通过交换机将数据发送给总控PLC，所述总控PLC对采集到的数据进行分析处理并通过交换机发送相关控制指令送终端PLC，所述终端PLC将控制指令转发送给现场终端设备控制系统。本实用新型不仅有效避免网络崩溃，确保小型电网安全稳定运行，而且能充分发挥小型电网发电机组的发电容量，最大限度地实现二次能源的有效利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种逻辑并网控制技术，具体地说是一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统。
背景技术
目前冶金行业的二次能源利用越来越普及，但发电机组的分装机容量相对比较小，组成的小型电网稳定性和抗干扰能力较弱。现有的保障小型电网安全稳定运行的方案除在提高机组本身的稳控能力外，多采用低周减载装置根据机组周频的恶化程度对负荷进行预设性补救式强制切除。具有明显的缺点：
一、切除负荷只能提前预设，不能智能判断，负荷的动态多变性与预设量之间的矛盾会对机组的安全稳定运行和负荷受损面造成很大的影响。
二、负荷切除属于补救式保护，参与的时间点过于靠后，一旦机组周频恶化补救不及，容易造成网络崩溃。
三、由于没有和大型电网的联系，即使二次能源充足，也不能充分利用。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型提供了本技术采用同期联络变压器实现小型电网和大型电网的弱联络，动态采集大型电网和小型电网之间的穿越功率，并把采集到的数据通过光纤传输到控制中心，小型电网发用电平衡被打破时，首先协调小型电网发电机组出力，如波动较大，发电机组响应不及时，快速合大型电网联络开关并网。即确保小型电网的安全稳定运行，又能对充足的二次能源充分利用。
为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，包括总控PLC、交换机和若干终端PLC；所述终端PLC与现场终端设备控制系统连接，所述终端PLC通过交换机与总控PLC连接；
其中，所述终端PLC采集现场终端设备的数据信息并通过交换机将数据发送给总控PLC，所述总控PLC对采集到的数据进行分析处理并通过交换机发送相关控制指令送终端PLC，所述终端PLC将控制指令转发送给现场终端设备控制系统。
进一步地，所述交换机包括以太网交换机。
进一步地，该系统还包括光电转换器，所述光电转换器成对设置在终端PLC和交换机之间，所述的成对光电转换器之间通过光纤连接。
进一步地，所述现场终端设备包括发电机组和配电终端，所述配电终端设置在小型电网和大型电网之间。
进一步地，所述配电终端包括电压互感器、同期联络变压器和联络开关，所述电压互感器设置在小型电网和大型电网电路中并且与终端PLC连接，所述同期联络变压器一侧与小型电网连接，另一侧通过联络开关与大型电网连接，所述联络开关的控制端与终端PLC连接。
该系统以总控PLC为核心、同期联络变压器对小型电网强制性拉同期作用为基础，大型电网与小型电网之间的联络开关为保障，发电机组控制系统为控制切入点和通过光纤实现快速通讯的系统技术集成。总控PLC将采集到的数据进行分析处理，如果检测到穿透功率由大型电网流向小型电网且缺额不大时（小于同期联络变压器的容量），给发电机组控制系统发增加出力信号；当检测到缺额较大时快速合闭并网联络开关。如果检测到穿透功率由小型电网流向大型电网且余额不大时（小于同期联络变压器的容量），给发电机组控 制系统发减少出力信号；当检测到余额较大时快速合闭并网联络开关，从而来提高小型电网机组发电的利用率。
本实用新型的有益效果是：该系统在小型电网和大型电网设立一定容量的同期联络变压器以实现两个主要功能：一方面保证小型电网在可控波动范围内和大型电网的电气参数时时保持一致；另一方面动态采集大型电网和小型电网之间的穿越功率（大小和方向），并把采集到的数据通过光纤传输到控制中心的总控PLC。由于既能保证用电侧负荷正常波动时能通过控制中心协调发电机组出力来平衡，又能对超出调整范围的较大负荷变化（大电机启动、故障跳机等），选择快速合闸联络并网开关，因此，本实用新型不仅有效避免网络崩溃，确保小型电网安全稳定运行，而且能充分发挥小型电网发电机组的发电容量，最大限度地实现二次能源的有效利用。
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图；
图2是本实用新型一实施例的电气连接图；
图3是本实用新型所述同期联络变压器的原理示意图；
图4是本实用新型一具体实施例的效果曲线图；
图5是本实用新型另一具体实施例的效果曲线图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型的一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，包括总控PLC、以太网交换机、若干终端PLC和光电转换器；所述终端PLC与1号机组、2号机组和3号机组以及1至10号配电终端等现场终端设备控制系统连接，所述光电转换器成对设置在终端PLC和以太网交换机之间，所述的成对光电转换器之间通过光纤连接；所述以太网交换机与总控PLC连接。所述1至3号PLC和子控PLC各个终端PLC采 集现场终端设备(1号机组、2号机组和3号机组以及1至10号配电终端)的数据信息并通过光电转换器和光纤发送给以太网交换机，以太网交换机将数据发送给总控PLC，所述总控PLC对采集到的数据进行分析处理并通过以太网交换机发送相关控制指令送终端PLC，所述终端PLC将控制指令转发送给现场终端设备控制系统。其中，所述现场终端设备包括发电机组和配电终端，所述配电终端设置在小型电网和大型电网之间。所述配电终端包括电压互感器、同期联络变压器和联络开关，所述电压互感器设置在小型电网和大型电网电路中并且与终端PLC连接，所述同期联络变压器一侧与小型电网连接，另一侧通过联络开关与大型电网连接，所述联络开关的控制端与终端PLC连接。
该系统以总控PLC为核心、同期联络变压器对小型电网强制性拉同期作用为基础，大型电网与小型电网之间的联络开关为保障，发电机组控制系统为控制切入点和通过光纤实现快速通讯的系统技术集成。总控PLC将采集到的数据进行分析处理，如果检测到穿透功率由大型电网流向小型电网且缺额不大时（小于同期联络变压器的容量），给发电机组控制系统发增加出力信号；当检测到缺额较大时快速合闭并网联络开关。如果检测到穿透功率由小型电网流向大型电网且余额不大时（小于同期联络变压器的容量），给发电机组控制系统发减少出力信号；当检测到余额较大时快速合闭并网联络开关，从而来提高小型电网机组发电的利用率。
在上述实施例中，该系统进行了下述设置：
1）配置子控PLC一套，实现对大型电网与小型电网穿越功率的数据采集与处理，并传输至控制中心。同时执行控制中心的总控PLC发出的快速合闸并网开关命令。
2）根据穿越功率的实际需要，配置3台单相同期联络变压器。
3）增加了大型电网和小型电网之间的联络开关。
4）增设了与同期联络变压器并联的联络开关两侧电压互感器，以便测同期。
5）终端PLC与小型电网控制中心的总控PLC用光纤进行连接，使用光纤通信功能大大加快了系统的数据采集，信号传递速度，这样可以对所有负荷进行实时、准确的监控、判断和调度。
图4是在弱并网（只合35KV同期联络变压器）状态下按容量从小到大顺序进行大电机停、启试验的效果曲线图。发电机故障切机、大电机启停时进行发电机稳定性、同期联络变压器穿透功率信号采集的准确性以及大型电网和小型电网之间的并网开关动作快速性、可靠性测试。如图4所示，试验中，10:49am投入同期联络变压器，15:30pm A312分闸，进入弱并网状态。趋势图是本次试验从同期联络变投入到切除过程中4-20mA遥控负荷指令（反应了穿越功率的变化），高调门动作频率以及经过调整后发电机输出功率的变化曲线。
图5是在弱并网（只合35KV同期联络变）状态下一台机组5MW、20MW负荷突然切机试验的效果曲线图。发电机故障切机、大电机启停时进行发电机稳定性、同期联络变压器穿透功率信号采集的准确性以及大型电网和小型电网之间的并网开关动作快速性、可靠性测试。如图5所示，试验中，10:29am投入同期联络变压器，12:00am A312分闸，进入弱并网状态。趋势图是本次试验从同期联络变投入到切除过程中4-20mA遥控负荷指令（反应了穿越功率的变化），高调门动作频率以及经过调整后发电机输出功率的变化曲线。
上述两次试验结果表明：发电机组接受到遥控指令后机组高压调速汽门动作反应迅速，发电机组输出负荷按照要求有所增减，系统保护快速启动，A312迅速合闸并网成功与小型电网机组遥控增减负荷共同作用填补了小型电网系统的负荷波动，未造成小型电网系统频率大的波动。
Claims (5)
1.一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，包括总控PLC、交换机和若干终端PLC；所述终端PLC与现场终端设备控制系统连接，所述终端PLC通过交换机与总控PLC连接；
其中，所述终端PLC采集现场终端设备的数据信息并通过交换机将数据发送给总控PLC，所述总控PLC对采集到的数据进行分析处理并通过交换机发送相关控制指令送终端PLC，所述终端PLC将控制指令转发送给现场终端设备控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，所述交换机包括以太网交换机。
3.根据权利要求1所述的一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，还包括光电转换器，所述光电转换器成对设置在终端PLC和交换机之间，所述的成对光电转换器之间通过光纤连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，所述现场终端设备包括发电机组和配电终端，所述配电终端设置在小型电网和大型电网之间。
5.根据权利要求4所述的一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统，其特征是，所述配电终端包括电压互感器、同期联络变压器和联络开关，所述电压互感器设置在小型电网和大型电网电路中并且与终端PLC连接，所述同期联络变压器一侧与小型电网连接，另一侧通过联络开关与大型电网连接，所述联络开关的控制端与终端PLC连接。
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| CN2012202191283U CN202550588U (zh) | 2012-05-12 | 2012-05-12 | 一种用于小型电网与大型电网并网的智能控制系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103145045A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-06-12 | 中船第九设计研究院工程有限公司 | 一种以太网构架的门式起重机plc现场总线网络 |
| CN106202722A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 上海科梁信息工程股份有限公司 | 大型电网信息物理实时仿真平台 |
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2012
- 2012-05-12 CN CN2012202191283U patent/CN202550588U/zh not_active Expired - Lifetime
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