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火力发电厂电气控制系统的设计及及自动准同期的研究

火力发电厂电气控制系统的设计及及自动准同期的研究

点击数:7223 次   录入时间:03-04 12:04:03   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术

  在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的作用下不断变化,因此发电机对系统的频差不是常数,而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数,而且并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk。因此同期装置必须在零相位差出现前的tk时刻发出合闸命令,才能确保在=0°时实现并网。或者说同期装置应在=0°到来之前提前一个角度发出合闸命令。与断路器合闸时间tk、频差ωs、频差的一阶导数dωs/dt及频差的二阶导数d2ωs/dt2等有关。其数学表达式为

  同期装置在并网过程中需不断地快速求解该微分方程,以获取当前的理想提前合闸角,并不断地快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差,当满足要求时装置发出合闸指令,实现精确的零相位差并网。
  实现快速并网对满足系统负荷平衡及减少机组空转能耗具有重要意义。捕捉第一次出现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施。而用良好控制品质的算法实施均频与均压控制,促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。微机自动准同期装置使用了模糊控制算法,其表达式为

 

U=g(E,C)(2)

式中,U为控制量;E为被控量对给定值的偏差;C为被控量偏差的变化率;g为模糊控制算法。

  模糊控制理论是依据模糊数学将获取的被控量偏差及其变化率作出模糊控制决策。模糊控制规则见表2。表2中将偏差E的模糊值分成正大到负大共8档,将偏差变化率C的模糊值分成正大到负大共7档,因而与他们对应的控制器发出的控制量U的模糊值就有56个,从正大到负大共7类值。

表2 模糊控制规则表    

 

C
  E
  正大
  正中
  正小
  正零
  负零
  负小
  负中
  负大
  正大
  零
  零
  负中
  负中
  负大
  负大
  负大
  负大
  正中
  正小
  零
  负小
  负小
  负中
  负中
  负大
  负大
  C
  E
  正大
  正中
  正小
  正零
  负零
  负小
  负中
  负大
  正大
  零
  零
  负中
  负中
  负大
  负大
  负大
  负大
  正中
  正小
  零
  负小
  负小
  负中
  负中
  负大
  负大
  正小
  正中
  正小
  零
  零
  负小
  负小
  负中
  负大
  零
  正中
  正中
  正小
  零
  零
  负小
  负中
  负中
  负小
  正大
  正中
  正小
  正小
  零
  零
  负小
  负中
  负中
  正大
  正大
  正中
  正中
  正小
  正小
  零
  负小
  负大
  正大
  正大
  正大
  正大
  正中
  正中
  零
  零
 

   


   由于装置能够设定引入的待并侧电压和系统侧电压分别是相电压和线电压,并对他们进行相应补偿,所以原有的经隔离进行幅值相位补偿的作法可以放弃。当发电机出口电压为20kV时,主交高压侧的电压为242kV,此时对应发电机TV二次侧的电压为100V。考虑到正常进行时220kV系统侧的电压一般为230kV左右,由于发电机出口TV变比与220kV侧母线TV变比的不对应,所以当发电机系统侧二次电压显示一致时,其实际一次电压相差较大,并网时对系统和发电机会产生一定的冲击,因此,应调整相应的通道采样系数,将冲击减小到可以承受的范围内。另外,为保证同期并网后无功输出为正值,防止进相运行,为此应使发电机输出电压(主变高压侧电压)略大于系统电压。

   自动准同期装置还能自动测量机组并网的导前角,因此应将主开关断路器的辅助触点引入到装置中去。自动准同期装置可以在第1次并网时精确地计算出导前时间。自动准同期装置同外部系统的联系非常重要,装置可提供与上位机的通信接口(RS485或RS232),并提供通信协议,这样可以很好地满足纳入ECS的需要。装置发出的调速指令是脉冲周期可调的脉冲信号,而DEH接收指令的扫描周期由于受系统容量的限制,所以在调节均频参数时一定要考虑到DEH的扫描周期,以保证该环节不会出现脱节。
4 结论
  本文对ECS的特点进行了分析,设计了电气控制系统(ECS)。解决了电气顺控并网逻辑、励磁系统切换调试等问题,实现了发电机完全由自动准同期置来自动并网,消去人为因素,提高了机组的安全性、灵活性和经济性。 

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