[发明专利]一种孤网稳定控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电、输电、变电、配电及用电等电力控制领域，具体涉及一种孤网稳定控制系统。

背景技术

孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量的电网，电力建设规程规定，最大单机容量小于电网总容量的8％的电网，可以称为大电网，目前我国各大地区电网的机网容量比已经小于8％，可以看作无限大电网，相比之下，机网容量比大于8％的电网，统称为小网；孤立运行的小网，称为孤网。

对于小网工况，网中各机组存在负荷分配问题，要求各机组调速系统具有相同的转速不等率，要求网中调度机构进行二次调频，维持额定功率，国家电力法规规定，任何发电厂不得私自销售非同一企业法人单位用电，而对用电单位和发电单位是同一法人代表或同属一集团公司的情况则鼓励企业自备电厂自给自足。

很多自备电厂新建或扩建后，要求稳定运行，却苦于没有批文而无法并网，由于电力部门监管，很多已得到批准并网的自备电厂每度电需向电力部门缴纳高额费用。

孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有负荷要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，能够保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这就是通常所说的一次调频功能。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。这种调整通过操作调速系统的给定机构来完成，称为二次调频。由于孤网容量较小，其中旋转惯量储能和锅炉群所具备的能力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应特性。

因此，解决企业自备电厂非并网(即孤网)运行，直供高能耗项目用电，充分发挥自备电厂发电设备的效能，降低度电成本就势在必行！

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种孤网在碰到各种突发情况下、能够保证企业整个电网安全稳定运行的孤网稳定控制系统。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：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。

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。