[发明专利]一种孤网稳定控制系统

权利要求书

1.一种孤网稳定控制系统，基于脱离大电网的小容量的电网，孤网电力系统稳定运行的一个重要质量指标，反映了电力系统有功功率的供需平衡状态，频率稳定是电力系统稳定的一个重要方面，电力系统正常频率偏差允许±0.2Hz，因此，在发电容量不足出现孤网的瞬间，根据孤网频率下降幅值及时切除部分负荷；对汽机控制系统及负荷监控分级系统进行整体设计，使汽轮发电机组间保持协调控制，保证电网供配电系统能安全稳定运行；根据实际使用的负荷，通过与DEH接口实施汽轮机调门工作，实现发电和用电的平衡确保发电机一、二次调频动作的快速性，保证系统频率稳定。

2.根据权利要求1所述的孤网稳定控制系统，其特征在于：实现所述孤网电力系统稳定运行具体包括以下步骤：

a、汽轮发电机组控制系统、励磁系统设计：1、首先对汽机控制系统及负荷监控分级系统进行整体设计，使各个机组保持协调控制，保证孤网运行后，供配电系统能安全稳定运行，并根据实际使用的负荷，通过与DEH接口实施汽轮机调门工作，实现发电和用电的平衡，对发电机调速系统进行改善，确保发电机一、二次调频动作的快速性，保证系统频率稳定；2、在用电负荷变化较大的情况下，各台机组相互配合，共同增减负荷，满足孤立电网的负荷需要，稳定频率；3、再对励磁系统改善，强励倍数增加，强励最大时限加长，以保证系统电压的稳定性，能够最大限度的适应孤网运行；

b、负荷管理和控制系统及通信网络设计，在监控中心，通过建立一个全局性的供配电综合管理自动化系统，构成覆盖全部子系统和电气网络的两个功能层次的计算机网络系统，实现对电能等能源介质的自动监测，进而完成能源的优化调度和控制管理；系统采用可靠的工业网络构成的集散式数据采集监控分析管理系统，系统与蒸汽轮机通过通讯或硬接线方式实现通讯，实现发电机组负荷控制、机组间负荷自动分配及切负荷的实施；

上述系统包括主冗余软件和监控中心软件以及程序功能软件、各个子站处理器软件及与冗余系统的网络连接通讯软件、各子站处理器与现场终端设备之间的数据交互程序功能软件，各部分之间通过通讯实现联通共同完成孤网稳定控制系统；

c、孤网运行工况的稳定性设计，在碰到发电机故障跳机时，为了不使整个电网系统的瘫痪，在大电网与小电网之间的母联分段开关作为与系统并网的功率交换点；为确保发电机故障解列时迅速并网接入系统，在发电机所带孤网的和大电网之间增设一台同期跟踪隔离变压器，使发电机孤网运行时与系统实时同期。

3.根据权利要求2所述的孤网稳定控制系统，其特征在于：所述步骤a中，对所述汽轮发电机组控制系统设计。1、)为了提高控制系统的反应速度，对DEH硬件进行优化，选用分散控制系统，设计直接接在IO总线上的伺服卡，省去了输出卡的环节；2、)为了减少故障环节，将DEH核心部件-伺服卡直接接在IO总线上，省去输出卡的环节，控制器的控制周期减小到50ms，转速卡的测量时延减小到1ms，整个系统的时延在51ms内，由此产生的转速飞升减少80％以上；3、)采用一体化转速加速度控制卡件，采用转速加速度计算预估的转速最高值，当预估的转速最高值高于OPC设定值时，提前动作OPC；4、)在工况进入孤网运行状态时，通过抬高OPC保护定值，尽量避免OPC的发生，以防止电网频率变化时出现OPC保护动作将动作预设固定值抬高。

4.根据权利要求1所述的孤网稳定控制系统，其特征在于：所述步骤b中，所述负荷管理系统设置负荷分级快切系统，按照预先设定计划快速切除次要负荷或调节甚至切除发电机，保持电网运行稳定；所述控制系统采用专业数据采集及分布式控制系统，在各出线回路新增数据采集模块，在所带用户高压配电室和发电机就地设控制站，站控系统完成数据采集、处理、下发指令等功能，通过对各回路负荷重要性进行评估，将所有负荷按其重要性和危害性程度进行分类合并，最终形成不同的优先级别，确保系统甩负荷安全、快速、可靠，当出现系统负荷过重时快速、有效的分级切除；所述通信网络设计为可靠的工业网络构成的集散式数据采集监控分析管理系统，系统与蒸汽轮机通过硬接线方式实现通讯，实现发电机组负荷控制、机组间负荷自动分配及切负荷的实施，能保证机组实现长时间孤网运行的目的。