[发明专利]电网冲击负荷自动平衡装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种孤立电网安全运行的附属装置，特别是属于一种针对小电网的冲击负荷自动平衡装置。

背景技术

电网上的发电机组都是并列运行的，再由输、变、配电设备将电能输送到用户。随着电能需求量增加，并入电网的机组越来越多，使得电网的规模也就越来越大。大电网具有供电可靠，频率和电压稳定的优势。但是，随着国民经济的快速发展，工业企业规模不断扩大，为了节能降耗、提高经济效益和降低生产成本，很多如钢铁、电解铝等高耗能行业纷纷建立了企业自备电厂。由于这些电厂机组容量小，因输电线路故障等原因经常发生与大电网脱离的情况，有的甚至由于种种原因而不能并入电网，不得不由一台机组或几台机组构成“孤网”运行。由于孤网运行机组数量少，机组容量小，系统稳定性差，往往会造成系统频率大幅波动，甚至引起机组跳闸，全厂停电，造成严重的损失。

在孤网运行中，单台机组所占总容量的比例较大，单台机组的负荷变化如果不能和用户负荷平衡，将直接反映到网频上，而且对网频的影响较大，使机组不能稳定运行。根据经验，汽机调速器最大调节量应小于机组额定容量的8%或更小，才能保证网频稳定，而钢铁企业电弧炉和轧机等设备间歇性工作会造成大负荷的频繁波动，因小网的装容量都较小，负荷波动量大大超过汽机调速器最大调节量，继而引起网频率大幅波动，超速或低周保护等动作频繁，最终频率崩溃，使孤网无法维持运行。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种电网冲击负荷自动平衡装置及方法，以达到平抑电网冲击负荷、稳定电网频率、延长发电机组寿命的目的。

本发明所公开的电网冲击负荷自动平衡装置，包括自动控制装置和负荷实时补偿装置，其特征在于，所述的负荷实时补偿装置包括电极热水锅炉、蓄热罐、换热器和循环泵；所述的自动控制装置包括动态负荷采集分析模块和补偿功率控制器；动态负荷采集分析模块连接于电网的用户负荷母线，补偿功率控制器连接至电极热水锅炉；上述换热器的一级回路与电极热水锅炉的进水口和出水口连通，换热器的二级回路连接于电网锅炉的供水循环系统，或连接至外部冷却循环水系统。

本发明所公开的电网冲击负荷自动平衡的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）数值采样：

步骤1-1，动态负荷采集分析模块收集本电网内用户总负荷采样值；

步骤1-2，动态负荷采集分析模块将上述总负荷采样值与设定初始值比较运算，得出总功率偏差值，进而得到负荷实时补偿装置的功率出力指令值；

2）调压：

步骤2-1：补偿功率控制器根据功率出力指令值对负荷实时补偿装置的电极热水锅炉进行调压；当用户负荷母线负荷较小时，增大电极热水锅炉的用电负荷消耗；当用户负荷母线负荷较大时，降低电极热水锅炉的用电负荷消耗；

3）水循环：

步骤3-1，经电极热水锅炉加热后温度较高的水进入蓄热罐，之后通过换热器将热能传递至电网锅炉的供水系统；或者，

步骤3-2，经电极热水锅炉加热后温度较高的水进入蓄热罐，之后通过换热器将多余热能传递至外部冷却循环水系统。

本发明所公开的电网冲击负荷自动平衡装置及方法，在使用时，发电机的电力输出经过变压器之后连接用户负荷母线和动态负荷采集分析模块，动态负荷采集分析模块通过将总负荷采样值与功率参考值进行运算对比之后，得到总功率偏差值，进而得到功率出力指令值作为补偿功率控制器的控制信号；补偿功率控制器根据功率出力指令值进行调压，使电极热水锅炉根据用户负荷母线上的负荷进行实时补偿，进而使电网的总负荷量保持在发电机的调频能力范围内。另外，本发明负荷实时补偿装置配备水循环装置，使平衡冲击负荷产生的热量通过换热器送回发电机组重新发电；具有保证电网稳定运行、调高生产效率、节约能源的积极效果。

附图说明

附图部分公开了本发明的具体实施例，其中，

图1、本发明结构示意图；

图2、动态负荷采集分析模块工作原理示意图；

图3、实施例一负荷实时补偿装置结构示意图；

图4、负荷动态曲线对照示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所提供的电网冲击负荷自动平衡装置，自动控制装置包括动态负荷采集分析模块9和补偿功率控制器7。上述的动态负荷采集分析模块可以是由传感器和数据处理芯片组合而成，也可以是现有的电量数据采集模块；补偿功率控制器7是指可控硅控制器，也可以利用PLC配合调压模块实现，均是本领域技术人员容易想到和实现的，故不作过多说明。