火電廠集控型脈沖式電壓無功自動控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種火電廠集控型脈沖式電壓無功自動控制系統。此系統中，一個火電廠 只需要安裝一臺集中型的控制裝置來對多臺發電機和低壓電抗器進行集中控制，在控制裝置 中實現多臺發電機的優化調節。使用電壓脈沖信號接入發電機勵磁器和電抗器，通過電廠RTU 在電廠內實現設定電壓或無功的閉環調節。為電廠人員提供豐富的監控接口，為電網自動電 壓控制系統備有上傳數據的通訊接口，可以方便的對系統運行情況進行監控。

【技術實現步驟摘要】
火電廠集控型脈沖式電壓無功自動控制系統本專利技術涉及一種在火電廠中可以對多臺發電機組和多個低壓電抗器進行集中控制的利用 電壓脈沖實現的電壓無功自動控制系統。在電力系統中， 一般認為電壓和無功功率相互關聯，因而調節發電機的機端電壓時，發 電機的輸出無功功率會隨之而變化，同時電廠高壓母線電壓也會隨之變化。為了發電廠所在 的電力系統的安全穩定運行，必須在必要的時候將發電廠的發電機機端電壓、高壓母線電壓、 高壓母線無功設定在一個特定的范圍之內。在火電廠中，通過人工操作發電機的勵磁器的空 結點來調節發電機的機端電壓，進而調節發電機輸出無功、高壓母線電壓和高壓母線無功， 是調節火電廠電壓無功的傳統方式。隨著計算機、電子與通訊技術的發展，人們已經開始考 慮使用自動控制的方式來代替傳統的人工調節火電廠電壓無功狀態的方式，并且考慮將多個 發電廠置于一套電網自動電壓控制系統中，進行多個發電廠的電壓無功協調控制。在《電力設計》雜志2005年2月第1期的《電網自動電壓控制在大型火電廠的設計與實 現》 一文中，作者介紹了一種在火電廠中接收電網自動電壓控制系統發出的高壓母線電壓設 定指令，進而通過4-20mA的模擬電流信號對發電機進行控制，實現火電廠電壓無功自動控制 的系統。在該系統中，電廠自動電壓無功控制裝置根據接收到的電廠高壓母線電壓指令計算 出每臺發電機的機端電壓設定值，利用4-20mA的模擬電流信號將該設定值傳送給發電機集散 控制系統(DCS),或是直接傳送給發電機勵磁控制系統，來設定發電機的機端電壓，進而調 節發電機的輸出無功功率、高壓母線電壓和高壓母線無功功率。在《安徽電力》2005年12月第22巻第4期的《自動電壓控制系統(AVC)在發電廠的應 用》 一文與《安徽電氣工程職業技術學院學報》2004年3月第9巻第1期的《發電廠無功電 壓遠方自動控制系統的探討》 一文中，介紹了一類分布式的調節發電廠各機組輸出無功功率 的系統。在該類系統中，需要給每一臺發電機配備一臺AVC調節裝置， 一般還需要在電廠內 配備一臺通訊上位機，由電網自動電壓控制系統下發每臺發電機的輸出無功功率設定值，電 廠通訊上位機將該設定值發送給每臺發電機的AVC調節裝置，由AVC調節裝置將發電機輸出 無功調節到要求的設定值附近。以上兩種系統都存在一些不足和局限性。對第一種系統，存在的不足主要是調節精度 差，由于使用4-20mA的模擬電流信號來傳送機端電壓設定值，模擬電流信號誤差較大，會帶 來很大的誤差；對電廠已有系統要求高，電廠機組必須要裝有能夠對機組機端電壓進行設定 的DCS系統，或是機組勵磁器必須要具有接收4-20mA的電流信號傳送的設定值的功能。對第 二種系統，存在的不足主要是系統過于復雜，所需設備太多，增加系統維護量；不能進行 電廠內各機組間無功的二次分配。同時，這兩種系統都還存在一定的局限性對電廠電壓無 功自動調節過程的監控不夠，不能完整詳細的監視調節過程中電廠各機組及母線的運行狀態； 調節功能較為單一， 一般只能針對高壓母線電壓或發電機單機無功一種指令進行調節；調節 過程中沒有反饋信號發回調度中心，調度中心無法監視所下發指令的執行情況；沒有考慮對 電廠內的低壓電抗器進行投切操作。本專利技術的目的是克服現有此類系統的缺點，提供一種在火電廠中同時對多臺發電機組和 多臺低壓電抗器進行集中控制的能精確調節火電廠中多種電壓無功設定值的電廠電壓無功自 動控制系統。本專利技術的特征在于 ，(1) 同一個火電廠只需要安裝一臺集中型的自動電壓控制裝置，對多臺發電機和多個低壓 電抗器進行集中控制，減少維護量。(2) 可以實現火電廠內多臺發電機的無功二次分配，實現發電廠內多機組優化調節。(3) 使用電壓脈沖信號直接接入發電機勵磁器，增加該專利技術系統的通用性。由于幾乎所有 的現有發電機勵磁器都有增減勵磁空結點，因而這種勵磁器接入方式幾乎可以適用于 所有的發電機勵磁器。(4) 在電廠內實現所設定電壓或無功的閉環調節，增加調節的準確性。(5) 為電廠運行人員提供豐富的監控方式和接口，運行人員可以方便的對系統的執行情況 進行監視，在必要時可以方便的對所專利技術的電壓無功自動控制系統進行必要的干預。(6) 設有與電網自動電壓控制系統的通訊接口，可以讓電網自動電壓控制系統方便的監視 到所給的電廠電壓無功設定命令的執行情況。為實現上述目的，本專利技術中給出了一種在火電廠中對多臺發電機組進行集中控制的電壓 無功自動控制系統，該系統在一個電廠內安裝一套電壓無功自動控制裝置，由該裝置使用電 壓脈沖直接調節發電機勵磁器，利用電廠RTU采集的數據實現電廠內多種電壓和無功量的閉 環調節，還可以控制電廠內低壓電抗器的投切。按照本專利技術給出的系統，同一個火電廠只需 要安裝一臺電壓無功自動控制裝置對多臺發電機和多個低壓電抗器進行集中控制，可以對火 電廠內多臺發電機的無功進行二次分配來實現發電廠內多機組優化調節，使用電壓脈沖信號 直接接入發電機勵磁器，在電廠內實現所設定電壓或無功的閉環調節，電廠運行人員可通過 所提供的豐富的監控方式和接口對系統進行監控和必要的操作，設有與電網自動電壓控制系 統的通訊接口來上傳所收到的電廠電壓無功設定命令的執行情況。此電廠電壓無功自動控制系統在同一個火電廠內只需要安裝一臺電壓無功自動控制裝 置，此裝置可以同時對火電廠內的多臺發電機進行調節，還可以對電廠內的低壓電抗器進行 投切操作。在此電廠電壓無功自動控制裝置內，可以設置電廠內多臺發電機的無功分配算法， 根據特定的無功分配方式(如機端輸出無功功率相等，或發電機功率因數相等等)對各臺發 電機進行調節，實現多臺發電機組的優化調節。此電廠電壓無功自動控制系統中，電廠電壓無功自動控制裝置直接將生成的電壓脈沖信 號接入發電機勵磁器，對各臺發電機進行增減勵磁調節。由于幾乎所有的發電機勵磁器都有 電壓脈沖接入空結點，所以這種接入方法幾乎適用于所有的發電機勵磁器。且電廠電壓無功 自動控制裝置可以與電廠的RTU進行通訊，通過電廠RTU獲取電廠的電壓無功實時信息，實 時監測對發電機勵磁器和整個電廠系統的調節效果，實現對特定電壓或無功的閉環調節，此 特定電壓或無功可以是機端電壓、機端輸出無功功率、高壓母線電壓、高壓母線無功功率等。 對低壓電抗器的投切操作，也是通過電壓脈沖來完成的。此電廠電壓無功自動控制系統中，有多種監視電廠電壓無功運行狀態的人機界面接口， 供電廠運行人員監視運行狀態，且提供多種運行人員操作接口，供運行人員在必要的時候對 系統運行情況進行干預和操作。該系統中電廠電壓無功自動控制裝置還可以與電網自動電壓 控制系統進行通訊，上傳電廠所收到的電網自動電壓控制系統下發的調控指令的執行情況， 供電網自動電壓控制系統監視之用。采用這樣的電廠電壓無功自動控制系統后， 一個火電廠內只需要安裝一套電壓無功自動 控制裝置就可以實現電廠內多臺發電機和多個低壓電抗器的調控，電廠運行人員不需要同時 維護多套設備。安裝的電壓無功自動控制裝置接收到電網自動電壓控制系統下發的調節指令后，如果是整廠高壓母線電壓或無功的調節指令，可以通過所設定的優化分配算法，按照優 化規律實現電廠內多臺發電機的優化調節，保證電廠多臺發電機運行在更合理的狀態。電壓 無功自動控制裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在火電廠中對多臺發電機組和多個低壓電抗器進行集中控制的電壓無功自動控制系統，該系統在一個電廠內安裝一臺電壓無功自動控制裝置，由該裝置使用電壓脈沖直接調節發電機勵磁器，利用電廠ＲＴＵ采集的數據實現廠內閉環調節，同時還可以使用電壓脈沖對低壓電抗器進行投切操作，其特征在于：同一個火電廠只需要安裝一臺電壓無功自動控制裝置對多臺發電機和多個低壓電抗器進行集中控制，可以對火電廠內多臺發電機的無功進行二次分配來實現發電廠內多機組優化調節，使用電壓脈沖信號直接接入發電機勵磁器，通過電廠ＲＴＵ在電廠內實現所設定電壓或無功的閉環調節，電廠運行人員可通過所提供的豐富的監控方式和接口對系統進行監控和必要的操作，設有與電網自動電壓控制系統的通訊接口來上傳所收到的調控命令的執行情況。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝邦鵬，梅生偉，張雪敏，莫逆，王鵬，徐彭亮，
申請(專利權)人：謝邦鵬，梅生偉，張雪敏，莫逆，王鵬，徐彭亮，
類型：發明
國別省市：11