[发明专利]一种发电机组调速系统远端线路甩负荷的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其是一种发生远端线路甩负荷时发电机组的调速方法。

背景技术

甩负荷(load shedding)分为两种，一种是主动甩负荷：当电网提供的有功大大小于系统需要的有功，主动甩掉部分不重要的负荷，提高电网供电质量。一种是故障甩负荷，例如远端线路甩负荷(特指远程高压输电线路中靠近用电用户一侧的高压线路出口短路器断开引起的甩负荷)中的负荷突然减小。

在水电站中甩负荷是经常发生的。水轮发电机组发生甩负荷后，巨大的剩余能量使机组转速上升很快，需要尽快关闭导叶，降低机组频率(或者称为机组转速)，使机组的发电量与发生甩负荷后的负荷量相适应，以防机组过速引起事故停机。

远端线路甩负荷后的调速器控制策略是随着高电压远程输电而带来的新课题，目前这方面研究比较少，也没有现成的技术资料，大多数调速器厂家的调速器都不具备该工况下的调速功能，或者只采取临时措施加以处理，包括许多国际知名发电设备公司。

现有技术中所有厂家都是利用频差进行远端线路甩负荷判断、调速的，其原理如下：远端线路甩负荷时，由于机组出口断路器GCB闭合，机组调速器运行工况仍处于发电态，机组开度/功率给定值仍然起作用，所以机组将保持远端线路甩负荷前的开度不变，引起机组频率迅速上升，当频差(实际频率与设定频率的差值)大于频率死区后，调速器开始对机组频率进行调节，导叶开始下关。但由于机组频率的上升不能突变，频差变化相对缓慢，因此调速器控制量的输出在线路甩负荷初期非常小，容易引起机组过速，产生事故停机。

可见该方法具有响应严重滞后等缺点，因此引起调速的滞后，引起线路甩负荷机组过速停机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种能大大提高甩负荷判断速度的发电机组远端线路甩负荷的控制方法，使得甩负荷调速能及时进行，有效避免了因调速滞后引起机组过速停机的问题。

本发明提供了一种发电机组调速系统远端线路甩负荷的控制方法，包括：

步骤1：采集发电机组的频率；

步骤2：计算所述频率相对于时间的变化率，将所述变化率与正常调速时的机组频率变化率比较，当所述变化率大于正常调速时的机组频率变化率时认为出现了甩负荷现象并记录最大频率变化率；

步骤3：根据“最大频率变化率-甩负荷变化量”曲线得到所述变化率对应的远端线路甩负荷时负荷变化量；

步骤4：根据所述负荷变化量对机组进行调速。

进一步，所述发电机组为水轮发电机组；所述步骤4包括：

当发生远端线路甩负荷前对机组的调速模式为功率调节时，则将功率给定值更新为甩负荷前的功率给定值减去所述负荷变化量；当发生远端线路甩负荷前对机组的调速模式为开度调节时，根据“水头-负荷-开度曲线”计算出甩负荷后可维持机组稳定运行的开度信号，并用所述开度信号更新机组的开度给定值。

进一步，在所述步骤2中当所述变化率大于正常调速时的机组频率变化率大于正常调速时机组频率变化率的1.2倍时，则认为出现了甩负荷现象。

进一步，所述步骤3中，通过查找“最大频率变化-甩负荷变化量”曲线得到所述变化率对应的甩负荷变化量，或者根据所述“最大频率变化率-甩负荷变化量”曲线拟合出反应最大频率变化率与甩负荷时负荷变化量关系的方程，将所述变化率带入到所述方程中求得所述变化率对应的甩负荷变化量。

进一步，反应最大频率变化率与甩负荷时负荷变化量关系的方程为其中ΔM为甩负荷时负荷变化量；α为系数；f为机组频率。

本发明还提供了一种发电机组调速系统远端线路甩负荷量获取方法，包括：

步骤1：采集发电机组的频率；

步骤2：计算所述频率相对于时间的变化率，将所述变化率与正常调速时的机组频率变化率比较，当所述变化率大于正常调速时的机组频率变化率时认为出现了甩负荷现象并记录最大频率变化率；

步骤3：根据“最大频率变化率-甩负荷变化量”曲线得到所述变化率对应的远端线路甩负荷时负荷变化量。

本发明对应上述方法还分别提出了一种发电机组调速系统远端线路甩负荷的控制系统及一种发电机组调速系统远端线路甩负荷量获取系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：