重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法、系统、终端及介质与流程

文档序号:29495874发布日期:2022-04-06 15:14阅读:305来源:国知局

1.本技术涉及燃气轮机控制技术领域,特别是涉及重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法、系统、终端及介质。


背景技术:

2.重型燃机发电机组通常采用发电机-主变压器组单元接线,发电机经出口断路器(以下简称gcb)连接主变压器,主变压器经220kv开关(以下简称hvcb)接入220kv电网。
3.hvcb合闸状态时,220kv升压站高压侧回路始终带电,随之会产生空载损耗,因此机组长期停运且无需厂用电时需要人工断开hvcb。另外,对于具备两台燃机发电机组的电厂,通常两台机组的厂用电可实现交叉共用,当其中一台上网供电、另一台停运时,通常会断开停运机组的hvcb,首先可以减少其220kv升压站空载损耗,再者其厂用电取自上网供电机组,用电费用比从电网取电大幅降低。
4.对于某重型燃机,其自动顺序控制程序在执行首次同期并网时,只能选择gcb进行同期并网,是一种单节点自动同期并网模式。所以当进行了上述节电操作后,在启机前需要人工重新合闸hvcb,否则在全速空载时需要复杂的人工操作实现同期并网,而无法依靠某重型燃机控制系统自动完成。


技术实现要素:

5.鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法、系统、终端及介质,用于解决现有技术中在启机前需要人工重新合闸hvcb,否则在全速空载时需要复杂的人工操作实现同期并网,而无法依靠某重型燃机控制系统自动完成等技术问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的,本技术的第一方面提供一种重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法,包括:在燃机发电机的转速达到预设频率后,通过电机出口断路器和高压断路器的分合状态生成两个分支;若所述高压断路器和电机出口断路器均为断开状态,则进入第一分支;若所述高压断路器为合闸状态且发电机出口断路器为断开状态,则进入第二分支;在所述第二分支的路径完成后启动励磁系统,合闸所述电机出口断路器,以完成燃机顺序启动。
7.于本技术的第一方面的一些实施例中,在所述第一分支中,执行如下步骤:进入同期屏切双侧无压模式;合闸发电机出口断路器;启动励磁系统;进入同期屏切双侧有压模式;在由运行人员选择高压断路器作为同期点后完成同期屏自动并网。
8.于本技术的第一方面的一些实施例中,在所述第二分支中,在燃机发电机的转速达到预设频率后直接启动励磁系统。
9.于本技术的第一方面的一些实施例中,所述预设频率被设置为49hz以上。
10.为实现上述目的及其他相关目的,本技术的第二方面提供一种重型燃机在双节点
同期并网自动顺序控制系统,包括:分支生成模块,用于在燃机发电机的转速达到预设频率后,通过电机出口断路器和高压断路器的分合状态生成两个分支;第一分支模块,用于若所述高压断路器和电机出口断路器均为断开状态,则进入第一分支;第二分支模块,用于若所述高压断路器为合闸状态且发电机出口断路器为断开状态,则进入第二分支;励磁启动模块,用于在所述第二分支的路径完成后启动励磁系统,顺序启动模块,用于合闸所述电机出口断路器,以完成燃机顺序启动。
11.于本技术的第二方面的一些实施例中,所述第一分支模块用于执行如下步骤:进入同期屏切双侧无压模式;合闸发电机出口断路器;启动励磁系统;进入同期屏切双侧有压模式;在由运行人员选择高压断路器作为同期点后完成同期屏自动并网。
12.于本技术的第二方面的一些实施例中,所述第二分支模块用于执行在燃机发电机的转速达到预设频率后直接启动励磁系统。
13.为实现上述目的及其他相关目的,本技术的第三方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法。
14.为实现上述目的及其他相关目的,本技术的第四方面提供一种电子终端,包括:处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述终端执行所述重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法。
15.如上所述,本技术的重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法、系统、终端及介质,具有以下有益效果:本发明遵从安全、高效的设计理念,追求人工智能控制,省掉了原某重型燃机发电机组在节电操作后需要人工合闸hvcb的过程。经过提炼和优化工艺流程形成一种双节点同期并网自动顺序控制方法,从而增加了电厂自动化控制水平,大大缩短机组与电网并网的时间,提高机组运行的经济性,也节约了一定人工成本。
附图说明
16.图1显示为现有技术中重型燃机的自动顺序控制方法的流程示意图。
17.图2显示为本技术一实施例中重型燃机的自动顺序控制方法的流程示意图。
18.图3显示为本技术一实施例中重型燃机双节点同期并网自动顺序控制方法的流程示意图。
19.图4显示为本技术一实施例中重型燃机双节点同期并网自动顺序控制系统的结构示意图。
20.图5显示为本技术一实施例中电子终端的结构示意图。
具体实施方式
21.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.需要说明的是,在下述描述中,参考附图,附图描述了本技术的若干实施例。应当
理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本技术的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本技术。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
23.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
24.再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解,此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个:a;b;c;a和b;a和c;b和c;a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
25.为解决上述背景技术中的问题,本发明提供了一种针对重型燃机新的自动顺序控制方案,实现在首次同期并网时,可以通过gcb或hvcb任一节点自动完成同期并网,实质上是一种双节点自动同期并网模式。具体而言,当hvcb处于断开状态时,新设计的自动顺序控制方法通过条件判断进入通过hvcb同期并网的支路,自动完成同期屏模式切换、gcb合闸、励磁系统启动及hvcb同期并网等操作。
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,通过下述实施例并结合附图,对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定发明。
27.为便于理解,现结合图1对现有技术中的重型燃机的自动顺序控制方法流程做如下阐释:
28.步骤s1:选择静止变频器及其启动模式。
29.应理解的是,燃气轮机是通过燃烧天然气作为动力的机械装置,由于燃机启动转矩大,燃机本身无法自启动,同时燃机点火也需要一个基本的转速,故需要外部的动力将整个轴转动起来,所以通常使用静止变频器sfc(static frequency converter)作为主要启动方式。
30.通常而言,静止变频器sfc的启动过程及逻辑如下:启动拖动燃机时,先由燃气轮机控制系统(tcs)发出启动sfc指令,sfc启动励磁系统并控制励磁电流输出,拖动燃机经过吹扫并达到2100rpm,燃机在2100rpm后,tcs令sfc推出,燃机自持,sfc发出励磁退出指令。
31.步骤s2~s4:激活燃机启动所需子系统。
32.在一些示例中,燃气轮机所需的子系统包括但不限于:燃烧系统、燃料前置处理系统、水洗系统、箱体的通风系统、co2灭火保护系统等。其中,燃烧系统主要由燃气轮机和余热锅炉的烟气系统构成。燃料前置处理系统是燃气轮机在主厂房外设置的处理系统,包括二级精过滤装置、性能加热器和终端过滤器,另外还有在启动时运行的电加热装置等。水洗系统主要包括洗涤剂箱、清洁水箱和清洗泵。通风系统为了适应燃气轮机的快装和抑制噪声的需要,燃气轮机以箱体的形式供货。co2灭火保护系统是由于燃气轮机配备有液态co2储罐,因此需进行co2灭火保护。
33.步骤s5~s7:启动sfc;sfc执行离线水洗或吹扫模式;吹扫结束后,等待燃机堕走到低于点火转速。
34.步骤s8:运行燃气模块启顺控制。
35.步骤s9~s10:当燃气轮机发电机加速到35hz时,燃气轮机达到其自持转速,sfc将会退出;确认燃气轮机发电机转速大于49hz。
36.步骤s11~s14:启动励磁系统;自动同期(首次同期);完成并网。
37.步骤s15~s16:一顺启完成(再次同期)。
38.需说明的是,步骤s11~s14负责执行首次自动同期并网功能,其详细设计如图2所示:燃机发电机转速达到50hz后,s12启动励磁系统,s14由运行人员选择gcb作为同期点,之后同期屏自动完成并网。
39.如图3所示,展示了本发明一实施例中重型燃机的双节点同期并网自动顺序控制方法的流程示意图。
40.需说明的是,本实施例中的步骤s31对应于图2中的步骤s11;本实施例中步骤s32.1~s32.5对应于图2中的步骤s12;本实施例中的步骤s33对应于图2中的步骤s13;本实施例中的步骤s34对应于图2中的步骤s14。
41.另应理解的是,上述重型燃机的双节点同期并网自动顺序控制方法可用于控制器,例如arm(advanced risc machines)控制器、fpga(field programmable gate array)控制器、soc(system on chip)控制器、dsp(digital signal processing)控制器、或者mcu(micorcontroller unit)控制器等等。也可应用于包括存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(cpu)、外设接口、rf电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(i/o)子系统、显示屏、其他输出或控制设备,以及外部端口等组件的计算机;所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(personal digital assistant,简称pda)等个人电脑。还可应用于服务器,所述服务器可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上,也可以由分布的或集中的服务器集群构成。
42.与此同时,下文各步骤中用到的专业词汇解释如下:
43.燃气轮机(gas turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机可分为重型燃机、中小型燃机和微型燃机;本发明所涉及的重型燃机一般专为工业发电设计,也是运用在常规航空母舰的主动力。
44.hvcb是高压断路器(high voltage circuit breaker)的简称,不仅可以切断或闭
合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流,具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。本实施例中的高压断路器可采用油断路器、六氟化硫断路器(sf6断路器)、压缩空气断路器、真空断路器等。
45.gcb是发电机出口断路器(generator circuit breaker)的简称,适用于核电、火电和水电等各种类大型电厂,使用sf6介质灭弧,产品短路开断电流最高可达210ka。
46.在步骤31中,燃机发电机转速达到50hz后,通过gcb和hvcb的分合状态产生如下两个分支:
47.分支1、若高压断路器hvcb和发电机出口断路器gcb均为断开状态,则进入通过高压断路器hvcb同期并网分支,即开始执行步骤s32。步骤s32共分为5小步s32.1~s32.5,执行完成后再进入步骤s33启动励磁系统。
48.步骤s32.1:进入同期屏切双侧无压模式;
49.步骤s32.2:合闸发电机出口断路器gcb;
50.步骤s32.3:启动励磁系统;
51.步骤s32.4:同期屏切双侧有压模式;
52.步骤s32.5:由运行人员选择高压断路器hvcb作为同期点,之后同期屏自动完成并网。
53.分支2:若高压断路器hvcb为合闸状态且发电机出口断路器gcb为断开状态,则直接进入步骤s33启动励磁系统。也即,分支2保留了原重型燃机通过发电机出口断路器gcb同期并网自动顺序控制的方法。
54.最后,在步骤s34中,由运行人员选择发电机出口断路器gcb作为同期点,之后同期屏自动完成并网。
55.通过本发明的全新设计,成功省掉了原某重型燃机发电机组在节电操作后需要人工合闸hvcb的过程。经过提炼和优化工艺流程形成一种双节点同期并网自动顺序控制方法,从而增加了电厂自动化控制水平,大大缩短机组与电网并网的时间,提高机组运行的经济性,也节约了一定人工成本。
56.如图4所示,展示了本发明一实施例中重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制系统的结构示意图。所述重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制系统400包括:分支生成模块401、第一分支模块402、第二分支模块403、励磁启动模块404、顺序启动模块405。
57.其中,所述分支生成模块401用于在燃机发电机的转速达到预设频率后,通过电机出口断路器和高压断路器的分合状态生成两个分支;第一分支模块402用于若所述高压断路器和电机出口断路器均为断开状态,则进入第一分支;第二分支模块403用于若所述高压断路器为合闸状态且发电机出口断路器为断开状态,则进入第二分支;励磁启动模块404用于在所述第二分支的路径完成后启动励磁系统;顺序启动模块405用于合闸所述电机出口断路器,以完成燃机顺序启动。需要说明的是,本实施例提供的模块与上文中提供的重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制系统,实施方式与上文中的重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法类似,故不再赘述。
58.应理解,以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通
过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。例如,励磁启动模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中,由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上励磁启动模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
59.例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit,简称asic),或,一个或多个微处理器(digital signal processor,简称dsp),或,一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,简称fpga)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(central processing unit,简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称soc)的形式实现。
60.如图5所示,展示了本发明一实施例中电子终端的结构示意图。本实例提供的电子终端,包括:处理器51、存储器52、通信器53;存储器52通过系统总线与处理器51和通信器53连接并完成相互间的通信,存储器52用于存储计算机程序,通信器53用于和其他设备进行通信,处理器51用于运行计算机程序,使电子终端执行如上重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法的各个步骤。
61.上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect,简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture,简称eisa)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(random accessmemory,简称ram),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
62.上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(central processing unit,简称cpu)、网络处理器(network processor,简称np)等;还可以是数字信号处理器(digital signalprocessing,简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
63.本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法。
64.本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
65.于本技术提供的实施例中,所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随
机存取存储器、eeprom、cd-rom或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、u盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外,任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如,如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(dsl)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术,从网站、服务器或其它远程源发送的,则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而,应当理解的是,计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质,而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘,其中,磁盘通常磁性地复制数据,而光盘则用激光来光学地复制数据。
66.综上所述,本技术提供重型燃机在双节点同期并网自动顺序控制方法、系统、终端及介质,本发明遵从安全、高效的设计理念,追求人工智能控制,省掉了原某重型燃机发电机组在节电操作后需要人工合闸hvcb的过程。经过提炼和优化工艺流程形成一种双节点同期并网自动顺序控制方法,从而增加了电厂自动化控制水平,大大缩短机组与电网并网的时间,提高机组运行的经济性,也节约了一定人工成本。所以,本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
67.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效,而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本技术的权利要求所涵盖。
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