本技术涉及电网稳运,特别涉及一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统。
背景技术:
1、由于海外项目某岛上缺少电网支持,镍铁项目及其自备电厂必须寻求孤网运行。孤网运行存在下列难题:(1)发电机组数量较少,其旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小,用电负荷的冲击,对于孤网的频率、电压冲击较大。(2)发电机组的数量较少,其系统可靠也较低,一旦发生机组故障就会出现功率缺额,直接影响镍铁生产。(3)镍铁矿热炉的数量少,负荷波动频繁幅度大,负荷波动叠加的可能性也较大,对于孤网会产生频繁的大范围负荷冲击。严重影响孤网安全和主设备的寿命。(4)孤网缺少大电网的支持,必须独立进行调度,维持频率、电压、功角的稳定。(5)三相不平衡:电炉是单相变压器,正常生产时每台电炉可能会出现一次过载跳闸并造成电网冲击。生产过程中变压器一次电流在给定值±30%范围波动,也可能出现单相无电流,对电网造成冲击。另外,矿热炉是不对称负荷,运行中产生 2~7 次及以上谐波和电压闪变、负序电流。
2、海外项目某岛上大型镍铁的自备电厂单元机组在常规技术中通常只能组成一个小的局域网,由于域网本身的局限性,其抗负载突变能力较小。机组的运行方式普遍采用单机孤网。机组在运转工作时,所有机组中只有一台机组进入deh的孤网模式,负担主要调节负荷的责任;其它机组处于阀控模式,投入一次调频担负次要调节负荷的责任。但是deh的孤网调节量有限特别是对大于10%负荷突然上升的情况下(一般不大于10%的负荷机组可以自己调节,大于10%的冲击负荷,必须通过切电炉或快关调门),如果人工干预机组调整负荷不及时,极大可能造成转速急速下降、电网频率降低、汽轮机动叶片受力急剧增加,电网质量无法保证,还可能给机组带来不可逆的机械伤害,导致保护跳机,即电网频率低跳机;也可能外部负荷突然丢失,单厂用电负荷无法满足机组最低稳定运行的负荷,造成机组超速停机或电网频率高跳机。
技术实现思路
1、本实用新型提供一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,可以很大程度上改善或解决大型镍铁的自备电厂单元机组电网组网的孤网遭受较大负荷冲击(超过孤网单元机组本身负荷调节量和电负荷平衡装置容量)、负载问题造成的三相不平衡的问题且难以及时人工干预和调节。从而维持厂用电和重要负荷,避免孤网崩溃。
2、本实用新型通过下述技术方案实现:
3、一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统(如图1),包括dcs发电机柜、gis控制系统、辅助稳控系统以及负载端,所述dcs发电机柜和辅助稳运系统均内置设有中央处理器、控制卡件、电源模块和通信模块,且负载端也内置设有通信模块;dcs发电机柜与辅助稳控系统、负载端均保持通信连接,所述辅助稳运系统与负载端有线连接,所述辅助稳运系统与gis控制系统有线连接,所述gis控制系统通过辅助稳控系统分别与dcs发电机柜和负载端保持通信连接;所述dcs发电机柜内还设有逻辑保护模块和数量若干相互通信连接的发电机组,所述辅助稳运系统内还设有连锁跳闸模块;所述负载端包括数量若干且独立设有通信模块的跳电炉,每个发电机组均通过通信模块与至少一个跳电炉保持对应通信连接;所述发电机组包括第一道防线机组和第二道防线机组,所述第一道防线机组对应通信连接的跳电炉设为精准跳电炉,所述第二道防线机组对应通信连接的跳电炉设为模糊跳电炉;在所述dcs发电机柜侧方连接设有用于瞬间投切的平衡电阻器。
4、本辅助稳运系统可以在原有的dcs基础上改造,仅需要有限的硬件和通讯,就能基本满足负荷稳控要求,造价成本极低,大幅度节约了投资成本或改造成本、极大减轻了企业前期投资的压力,同时机组的稳定运行,又给企业带来了可观的利润回报。
5、进一步地,所述逻辑保护模块(如图3)包括主控制器p1和状态判别电路,主控制器p1的输出端与状态判别电路的输入端连接,状态判别电路的输出端与主控制器p1的状态接收端z连接。
6、进一步地,所述状态判别电路包括第一触发器dm1、第二触发器dm2、第一与门m1、第二与门m2、第三与门m3、与非门m4、第一或门k1、第二或门k2、led灯、异或门v1、计数器b1;
7、所述主控制器p1的状态输出端a与第二或门k2的输入端、第三与门m3的输入端连接至同一点,第三与门m3的输出端与led灯、第一触发器dm1的输入端顺次连接;第一触发器dm1的反相输出端分别连接至第一或门k1的输入端、第一与门m1的输入端和第二与门m2的输入端,第一或门k1的输出端连接至第三与门m3的另一输入端;第一触发器dm1的正相输出端链接至第二或门k2的另一输入端,第二或门k2的输出端连接至第二触发器dm2的输入端;第二触发器dm2的反相输出端连接至第一或门k1的另一输入端,第二触发器dm2的正相输出端连接至第一与门m1的另一输入端,第二触发器dm2的反相输出端连接至第二或门k2的另一输入端;第一或门k1的输出端连接至第二与门m2的另一个输入端;
8、第一与门m1和第二与门m2的输出端连接至异或门v1的输入端,异或门v1的输出端连接至计数器b1的使能端;计数器b1、第一触发器dm1和第二触发器dm2的时钟端均与时钟信号clk连接;所述计数器b1的置数端连接高电平,其输入端并联接地;所述计数器b1的输出端连接至与非门m4的输入端,所述与非门m4的输出端分别连接至计数器b1的清零端和主控制器p1的状态接收端z。
9、进一步地,所述跳电炉包括低频跳电炉(如图5)、机组跳电炉(如图6)和锅炉mft跳电炉(如图7)。
10、进一步地,所述gis控制系统包括第一段母线和第二段母线,所述第一段母线和第二段母线均分别设有a频率和b频率两种工作频率(如图4)。
11、进一步地,所述gis控制系统通过辅助稳控系统与dcs发电机柜的每个发电机组保持通信连接(如图2)。
12、进一步地,所述gis控制系统通过辅助稳控系统与负载端的每个跳电炉保持硬线连接(如图2)。
13、本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
14、1、本辅助稳运系统根据电网内一种能可靠反映负荷是否平衡参数,通过辅助稳运系统的逻辑根据孤网本身的容量快速判断负荷缺额,发出切负荷指令,快速切除一定量的负荷,可以统筹全局预设值,直到需调负荷量降低在单元机组deh孤网调节范围内;也可能在局域网外部负载全丢失的情况下,瞬间投入平衡电阻,来维持机组最小发电量,避免了人为判断反应慢,人为干预不及时造成的黑网停机现象;
15、2、本辅助稳运系统的保护设置了两道保护:精准跳电炉或瞬间投电阻;模糊跳电炉。第一道保护为精准跳电炉:依据一定时间段内甩掉的发电机负荷量判断需要跳闸的电炉数量。这是本系统的为维护电网负荷稳定设置的第一道保护,具有精确高、快速的特点,能避免第二道的一次切电炉切不够,需要多步完成的情况。第二道保护为模糊跳电炉:包含三个部分,分别是低频跳电炉、机组跳电炉和锅炉mft跳电炉,这是对第一道保护防线进行防护补充。
1.一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,包括dcs发电机柜、gis控制系统、辅助稳控系统以及负载端,其特征在于,所述dcs发电机柜和辅助稳运系统均内置设有中央处理器、控制卡件、电源模块和通信模块,且负载端也内置设有通信模块;dcs发电机柜与辅助稳控系统、负载端均保持通信连接,所述辅助稳运系统与负载端有线连接,所述辅助稳运系统与gis控制系统有线连接,所述gis控制系统通过辅助稳控系统分别与dcs发电机柜和负载端保持通信连接;
2.根据权利要求1所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述逻辑保护模块包括主控制器p1和状态判别电路,主控制器p1的输出端与状态判别电路的输入端连接,状态判别电路的输出端与主控制器p1的状态接收端z连接。
3.根据权利要求2所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述状态判别电路包括第一触发器dm1、第二触发器dm2、第一与门m1、第二与门m2、第三与门m3、与非门m4、第一或门k1、第二或门k2、led灯、异或门v1、计数器b1;
4.根据权利要求1所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述跳电炉包括低频跳电炉、机组跳电炉和锅炉mft跳电炉。
5.根据权利要求1所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述gis控制系统包括第一段母线和第二段母线,所述第一段母线和第二段母线均分别设有a频率和b频率两种工作频率。
6.根据权利要求1所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述gis控制系统通过辅助稳控系统与dcs发电机柜的每个发电机组保持通信连接。
7.根据权利要求4所述的一种辅助控制局域电网内孤网机组的稳运系统,其特征在于,所述gis控制系统通过辅助稳控系统与负载端的每个跳电炉保持通信连接。
