广州蓄能水电厂b厂稳定控制联切装置的应用
时间：2015-12-20 22:28:27 所属分类：智能科学技术 浏览量:
广州蓄能水电厂B厂稳定控制联切装置的应用彭煜民（广州蓄能水电厂，广东广州510950） 摘 要：在最大程度地发挥广州蓄能水电厂大容量优势的同时，防止A，B厂500 kV出线过载，为广州蓄能水电厂A，B厂各设计了一套UFV-2C型稳定控制联切装置。当电厂出线过载时，
广州蓄能水电厂B厂稳定控制联切装置的应用彭煜民（广州蓄能水电厂，广东广州510950）
摘 要：在最大程度地发挥广州蓄能水电厂大容量优势的同时，防止A，B厂500 kV出线过载，为广州蓄能水电厂A，B厂各设计了一套UFV-2C型稳定控制联切装置。当电厂出线过载时，利用该装置可以实时检测线路过流，并结合电流方向和机组工况，就地延时切除整定容量的发电机或泵机组。为此，介绍了该装置的基本原理、控制原则与目标，软硬件设计配置和主要功能。该装置投入运行后，一方面大大提高了电网的安全稳定运行，另一方面，最大可能地释放了广州蓄能水电厂的机组运行容量，经济效益显著。
关键词：稳定控制联切装置；控制目标；功能 Stabilized control intertripping device applied in Guangzhou
Pumped-storage Power Station B PENG Yumin(Guangzhou Pumpedstorage Power Station,Guangzhou 510950,China)
Abstract:A UFV-2C stabilized control intertripping device is designed for Guangzhou Pumpedstorage Power Station A and B respectively to prevent 500 kV outlets overload while giving full play to the large capacity advantage of Guangzhou Pumpedstorage Power Station.When the power station outlets are overloaded,the device enables realtime detection of the overcurrent and can trip generator or pump units with a time delay in accordance with current direction and unit condition.This paper describes the basic theory,the control principle and object as well as the design,configuration and main functions of software and hardware.The device brings about prominent economic benefits,greatly improving the safe and stable operation of power system and releasing the operation capacity of the station to the greatest extent.
Keywords:stabilized control intertripping devicecontrol objectfunction
广州蓄能水电厂是目前世界上最大的抽水蓄能电站，它通过吸纳低谷电发出高峰电，为大亚湾核电站的安全稳定运行提供了重要保证，同时也为南方电网及香港电网的系统稳定发挥了重要作用。
1广州蓄能水电厂A，B厂系统出线问题
1.1装机容量大增
2000年，广州蓄能水电厂B厂4台机组已经顺利投产，加上原A厂4台机组，广州蓄能水电厂装机容量增加了1倍。目前，广州蓄能水电厂500 kV出线包括A厂的蓄北线，B厂的蓄增甲线、蓄增乙线以及两厂之间的AB联络线。当检修某条线路时，因为顾虑其它线路发生故障会造成系统出线N－2，引起线路严重过流，致使蓄能机组容量不能得到最大限度的释放，从而不能充分发挥广州蓄能水电厂大容量的优势。为解决此问题，在广州蓄能水电厂A和B厂装设过流切机（泵）装置，当发生线路过载事故时，利用该装置检测线路过流，结合电流方向和机组工况，就地延时切除整定容量的发电机或泵机组，将线路潮流限制在整定值以内。
1.2蓄能机组进相运行稳定性差
在抽水泵运行工况下，蓄能机组进相运行时，系统不稳定。相关的计算表明，如果不采取有效措施，在系统正常方式下，蓄能机组最多可以开出7台泵抽水。在各种线路检修方式下，蓄能机组最多不能超过7台，否则，当电厂出线发生三相故障时，广州蓄能水电厂泵机组可能失去稳定，对系统冲击严重。因此，有必要对电厂采用三相联切泵措施。
根据广州蓄能水电厂的实际情况及设计要求，为A，B厂各设计了一套UFV-2C型稳定控制联切装置，现重点介绍B厂稳定控制联切装置的设计及其应用。
广州蓄能水电厂b厂稳定控制联切装置的应用 :
2稳定联切装置的控制原则与目标
2.1控制原则
a）根据系统要求，A，B厂最多可以切除3台发电机或者2台抽水泵。在装置正确动作的情况下，不会引起系统大频率波动和联网潮流的大振荡。
b）为保证整个电网的安全稳定运行，原则上优先考虑三相故障联切措施，如果三相故障联切可以满足暂态稳定的要求，但无法满足线路过流控制要求，则起动过流切机（泵）。
c）在控制策略中，考虑到装置的可靠性和安全性，原则上采用就地切除机组措施。
d）将过流控制和三相联切控制结合在一起考虑，这样可以减少装置过切的可能性，提高装置的可靠性和安全性，降低对系统的冲击程度。
e）为正确判断蓄能机组的开机方式和系统的运行方式，A，B站之间需要可靠的通信通道。
2.2控制目标
蓄能机组采用该装置，一方面要求起动机组能够满足系统N－2的控制要求，另一方面要求泵机组无功出力为0时，该装置能按照控制策略表动作，并且系统运行稳定。安装稳控联切装置后，广州蓄能水电厂的开机情况可见表1（各种运行工况下）。
论文广州蓄能水电厂B厂稳定控制联切装置的应用
3稳定联切装置的软硬件设计
3.1动作原理
稳控联切装置采用单片微机控制，根据采集系统信息，确定系统的运行方式和故障类型。如果发生线路三相故障，则查阅稳控联切装置存储的三相故障联切控制策略表，获得恰当的控制策略，经一定延时切除适当容量的抽水泵，保证其余抽水机组的暂态稳定性。如果发生线路过流，则查阅过流停机（泵）控制策略表，判断是停机（泵）还是减出力，然后出口至机组RTU执行跳闸或减出力命令。稳控联切装置动作的总原则是：三相故障切泵，线路过流停机（泵）或减出力（注：“切”特指甩负荷跳闸，“停”特指减负荷跳闸，下同）。稳定联切装置动作原理可见图1。
3.2系统硬件设计
广州蓄能水电厂 B厂稳控联切装置分为开关站稳定控制柜和机组侧稳定控制执行柜两部分。以下详细分析这两部分的配置及其功能。
3.2.1开关站稳定控制柜硬件配置（见图2）
a)UFV-2C主机模块
主机模块的核心为16 bit的单片微机，装置的程序存放在EPROM中，EEPROM存放整定值，RAM是数据存储器，存放运行数据和记录事件。开关站稳控装置主机模块主要接收和测量蓄增甲线电压、电流信号，判断运行、故障情况的同时，还负责汇总各单元处理模块与通信处理模块的测量、通信、判断结果并进行综合处理，完成控制输出、事件记录、数据记录、显示、打印等功能。
b)单元处理模块
单元处理模块是在主机模块无法处理更多信号的情况下进行的扩展，相当于主机模块的延伸，其配置与主机模块主板配置基本相同，只是少了综合功能。其中单元处理模块1主要负责蓄增乙线的信号及故障处理，单元处理模块2主要负责蓄联线的信号与故障处理。
c)通信处理模块
通信处理模块内部含有RS485串行通信口，主要负责A厂稳控装置与B厂执行装置之间的通信。
d)输出中间处理模块
输出中间处理模块主要负责接收主机或单元处理机发送的控制输出信号，并把它们传送给各出口继电器模块，它最多可以接5块出口继电器模块。开关站稳控装置输出中间处理模块只接收过载告警一个控制输出信号，另外它还发动作、TV断线、异常、直流消失等报警。
e)出口继电器模块
主要负责接收并通过选择开关分配从输出中间处理模块过来的信号。1块出口继电器模块带有4个出口继电器，即最多可以接收和发出4个控制输出信号。这里它只接收和发出500 kV线路过载告警信号。
f)打印接口
打印机接口设有4个RS232串行电流环通信接口，经过光电隔离，可同时接收4套同类装置的打印信息。接口上的CPU按接收顺序经并行口送打印机打印。该卡也可作为通信扩展卡，完成1对2或1对3的通信。
g)LQ300K型打印机
负责打印各种指定的事件、数据及状态记录。发生事故时自动打印事故原因及动作措施。
h)交流变换模块
将TA，TV二次端送来的交流电压、电流量转换为特定的适合本装置测量的电压值。
i)开入量隔离模块
广州蓄能水电厂b厂稳定控制联切装置的应用 :
主要负责将线路合闸信号强电开关输入量经隔离后分别送给各有关的模块。因开关站有三条线路，故有3块开入量隔离模块。
j)稳压电源
负责供给各模块＋5 V，＋12 V，－12 V，＋24 V 4种等级的电压。
k)光收发器
负责光纤通信的收发与光电转换。
3.2.2开关站稳控装置的主要功能
a)检测蓄增甲乙线、蓄能联线的运行工况，与A厂交换信息，与B厂机组侧UFV-2C型稳定控制联切装置交换信息，判断电网及本站的运行方式；
b)判断蓄增甲乙线、蓄能联线三相故障跳闸事故，按策略表采取切泵措施；
c)判断蓄增甲乙线、蓄能联线过载事故，采取停机（泵）或减出力措施；
d)将切泵、停机（泵）及减出力控制命令经光缆传送到B厂机组侧的UFV-2C稳定控制联切装置；
e)经光纤通信，与A厂交换信息，在A厂装置拒动作时，作为A厂装置的后备
f)具有事件记录、数据记录、打印、异常告警、自检功能。
3.2.3机组侧稳定控制执行柜硬件配置（见图3）
a)UFV-2C主机模块
负责接收和测量5号、6号机组18 kV侧的电压、电流量，判断机组运行情况，同时负责执行由开关站稳控装置传送过来的停机和过载减出力命令以及汇总各单元处理模块与通信处理模块的测量、通信、判断的结果并进行综合处理，完成控制输出、事件记录、数据记录、显示、打印等功能。
b)单元处理机模块
单元处理机模块1负责接收和测量7号、8号机组18 kV侧的电压、电流量，判断机组运行情况，同时负责执行切泵命令，单元处理机模块2仅负责执行停泵命令。
c)通信处理模块
该模块负责与B厂开关站稳控装置的通信。
d)输出中间模块
输出中间模块1负责接收从UFV-2C型主机模块过来的停机和过载减出力命令并把停机命令发送给出口继电器模块3，把过载减出力命令发送给出口继电器模块4，给出动作、TV断线、异常、直流消失等报警信号；输出中间模块2负责接收从单元处理机模块2过来的停泵命令并把该命令发送给出口继电器模块2；输出中间模块3负责接收从单元处理模块1过来的切泵命令并把该命令发送给出口继电器模块1。
e)出口继电器模块
出口继电器模块1负责接收输出中间处理模块3发出的切泵命令并把它发送到现场跳闸；出口继电器模块2负责接收输出中间模块2发出的停泵命令并把它发送到现场跳闸；出口继电器模块3负责接收输出中间处理模块1发出的停机命令并把它发送到现场跳闸；出口继电器模块4负责接收输出中间处理模块1发出的过载减出力命令并把它发送到上位机显示，以便让值班员执行减负荷操作。
其它模块功能与开关站稳控装置相同，在此不再详述。
3.2.4机组侧稳控装置主要功能
a)检测B厂机组的运行工况，与500 kV侧装置交换信息。
b)接收B厂500 kV侧UFV-2C型稳定控制联切装置送来的切泵命令，执行切泵的控制措施。
c)接收B厂500 kV侧UFV-2C型稳定控制联切装置送来的线路过载控制命令。若机组为抽水泵运行工况，执行停泵命令，若机组为发电工况，计算出机组最大可出压力。若过载值小于机组最大可压出力，发减出力信号。若过载值大于机组可压出力，执行停机控制。若停一台机容量不够，则再发减出力信号。
d)将命令执行结果送500 kV侧稳控装置。
e)具有事件记录、数据记录、打印、异常告警、自检功能。
3.2.5两装置联动工作情况
开关站稳控联切装置通过接收线路电流、电压及开关合闸信号，判断线路运行及故障情况的同时，机组侧稳控装置接收机组18 kV侧电流、电压信号，计算出机组的工况、开机负荷及台数，并把这些信息传送给开关站稳控装置。开关站稳控装置综合线路和机组两方面的信息，根据判断出的线路故障情况，对照策略表计算出机组应执行的措施，并把计算结果传送给机组侧稳控装置。机组侧稳控装置对计算结果再进行处理，把判断出应执行的控制命令输出到现场，执行跳机或减出力命令。
3.3系统的软件设计
UFV-2C型稳定控制联切装置软件结构分为主循环程序和中断事故处理程序两大部分，其中主循环程序主要完成面板显示，定值修改，回路自检，信号复归及整组试验，打印输出等功能。定时中断由晶振电路分频产生，每隔1.666 ms进入一次中断。中断程序主要完成电压、电流瞬时值采样，电压、电流有效值、功率值计算，突变量计算，起动判断，线路三相故障、过载等事故判断，控制决策计算，输出控制及中央信号等。
广州蓄能水电厂b厂稳定控制联切装置的应用 :
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