同期系统调试手册.doc

同期系统调试手册同期操作(或同期并列)是将同期发电机投入到电力系统参加同期并列运行的操作,同期操作是借助于同期电压和同期装置实现的。  在发电厂中,通常把反映同期装置和同期电压连接关系的回路称为同期系统。本文主要介绍同期电压的引入、自动准同期装置的工作原理及外部电路。一、同期并列的条件两个独立的电源并列运行在一起,必须具备下列条件:(1)电压(大小)基本相等(二次电压±5V)。(2)频率基本相同。(±)(3)电压的相位角差不超过允许值(20°)。否则,可能产生巨大的冲击电流;引起电力系统电压严重下降;可能使电力系统发生振荡以至于瓦解。而巨大的冲击电流将产生强大的电动力,可能对电气设备造成严重的损坏,系统振荡并失去稳定,造成严重后果。二工作原理(以深圳智能SID-2CM为例):断路器两侧都存在电源的合闸操作称之为并网,并网有以下两种情况:差频并网:发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。按准同期条件并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近在相角差为0度时完成并网操作。同频并网:未解列两系统间联络线并网属同频并网(或合环)。这是因并列点两侧频率相同,但两侧会出现一个功角,的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失,系统潮流将重新分布。因此,同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起新投入线路的继电保护动作,或导致并列点两侧系统失步。2 差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换,不论是发电机对系统,或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。因此,并网过程中为了实现快速并网,不必对压差和频差的整定值限制太严,以免影响并网速度。但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤,甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振(扭振)。因此一个好的同期装置应确保在相差为零时完成并网。在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化,因此发电机对系统的频差不是常数,而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk,同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令,才能确保在=0时实现并网。或者说同期装置应在=0到来前提前一个角度k发出合闸命令,k与断路器合闸时间tk、频差s、频差的一阶导数及频差的二阶导数等有关。其数学表达式为:同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程,获取当前的理想提前合闸角k。并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差,当=k时装置发出合闸命令,实现精确的零相差并网。不难看出获得精确的断路器合闸时间tk(含中间继电器)是非常重要的,因此SID-2C系列准同期控制器具有实测tk的功能。同时也不难看出计算机对k的计算和对的测量都不是连续进行的,而是离散进行的。从而使得我们不一定能恰好捕获k=的时机。这就会导致并网的快速性受到极大的影响。本控制器用另一微分方程实现对合闸时机的预测,可靠实现了达到极值的并网速度。3  均频与均压控制的方式实现快速并网对满足系统负荷供需平衡及减少机组空转能耗有重要意义。捕捉第一次出现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施,而用良好控制品质的算法实施均频与均压控制,促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。SID-2CM控制器使用了模糊控制算法,其表达式为:U=g(E,C)式中U—控制量,E—被控量对给定值的偏差,C—被控量偏差的变化率,g—模糊控制算法。模糊控制理论是依据模糊数学将获取的被控量偏差及其变化率作出模糊控制决策。下面的模糊控制推理规则表可描述其本质。表中将偏差E的模糊值分成正大到负大共八档,将偏差变化率C的模糊值分成正大到负大共七档,与它们对应的控制器发出的控量U的模糊值就有56个,从正大到负大共七类值。以调频控制为例,如控制器测量的频差s=F-X(F、X分别为待并发电机及系统的角频率)为负大,而频差变化率也是负大,则控制量U为零(表中右下角的值)。这表明尽管发电机较之系统频率很低,但当前发电机频率正以很高的速度向升高方向变化,因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。UEC正大正中正小正零负零负小负中负大正大零零负中负中负大负大负大负大正中正小零负小负小负中负中负大负大正小正中正小零零负小负小负中负大零正中正中正小零零负小负中负中负小正大正中正小正小零零负小负中负中正大正大正中正中正小正小零负小负大正大正大正大正大正中正中零零         人们很自然的会想到这些模糊控制量的值具体