本實(shí)用新型涉及一種模擬電網(wǎng)故障情況下機(jī)組一次調(diào)頻性能試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)頻率是發(fā)電功率與用電負(fù)荷平衡的依據(jù)，反映了電力供需之間的平衡，是電能質(zhì)量三大指標(biāo)之一，也是電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要控制參數(shù)。當(dāng)發(fā)電功率與用電負(fù)荷大小相等時(shí)，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生頻率擾動(dòng)時(shí)，恢復(fù)電網(wǎng)穩(wěn)定需要通過電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組及互聯(lián)電力系統(tǒng)中各個(gè)組成部分協(xié)調(diào)控制來完成。一次調(diào)頻，是指電網(wǎng)的頻率一旦偏離額定值時(shí)，電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)組有功功率的增減，限制電網(wǎng)頻率變化，使電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定的自動(dòng)控制過程。一次頻率的控制對(duì)于嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)組停運(yùn)或負(fù)荷停運(yùn)后的頻率快速恢復(fù)和穩(wěn)定起到非常重要的作用?？刂茀^(qū)的一次調(diào)頻性能指標(biāo)也成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一大要素。

目前檢測(cè)一次調(diào)頻性能指標(biāo)的主要辦法就是通過常規(guī)一次調(diào)頻試驗(yàn)來檢測(cè)機(jī)組一次調(diào)頻性能。缺點(diǎn)是只能通過階躍的改變頻率（轉(zhuǎn)速）差信號(hào)來考驗(yàn)機(jī)組的一次調(diào)頻能力。但由于實(shí)際的電網(wǎng)頻率是不斷變化的，特別是電網(wǎng)故障情況下原有的一次調(diào)頻試驗(yàn)辦法不能很好的檢測(cè)出機(jī)組的一次調(diào)頻性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種模擬電網(wǎng)故障情況下機(jī)組一次調(diào)頻性能試驗(yàn)系統(tǒng)，基于記錄電網(wǎng)故障時(shí)電網(wǎng)的真實(shí)頻率變化，再現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的一次調(diào)頻能力，可有效的提高機(jī)組在電網(wǎng)故障時(shí)的一次調(diào)頻能力，進(jìn)而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案是：

一種模擬電網(wǎng)故障情況下機(jī)組一次調(diào)頻性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括在電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的故障錄波器和發(fā)電機(jī)組功率控制回路，故障錄波器用于記錄電網(wǎng)故障頻率出現(xiàn)的數(shù)據(jù)；其中，一個(gè)函數(shù)發(fā)生器通過數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器獲取記錄的故障頻率數(shù)據(jù)，函數(shù)發(fā)生器根據(jù)輸入的故障頻率數(shù)據(jù)還原故障頻率連接輸入給一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路，一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路連接發(fā)電機(jī)組功率控制回路實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻性能試驗(yàn)。

方案進(jìn)一步是：所述函數(shù)發(fā)生器通過RS485串口數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器。

方案進(jìn)一步是：所述故障錄波器通過電流電壓互感器與電網(wǎng)連接，在故障錄波器中設(shè)置有一個(gè)電網(wǎng)頻率測(cè)試電路，電網(wǎng)頻率測(cè)試電路設(shè)置有一個(gè)觸發(fā)器，當(dāng)電網(wǎng)頻率測(cè)試電路測(cè)試的頻率超出設(shè)定的頻率范圍值時(shí)，觸發(fā)器觸發(fā)故障錄波器工作記錄故障頻率數(shù)據(jù)。

方案進(jìn)一步是：所述一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路嵌入在一個(gè)DCS控制系統(tǒng)中，DCS控制系統(tǒng)通過中央處理器分別連接函數(shù)發(fā)生器、一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路和發(fā)電機(jī)組功率控制回路。

本實(shí)用新型的有益效果是：記錄電網(wǎng)故障時(shí)電網(wǎng)的真實(shí)頻率變化，再現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的一次調(diào)頻能力，可有效的提高機(jī)組在電網(wǎng)故障時(shí)的一次調(diào)頻能力，進(jìn)而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1 為實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種模擬電網(wǎng)故障情況下機(jī)組一次調(diào)頻性能試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1所示，包括在電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的故障錄波器1和發(fā)電機(jī)組功率控制回路2，故障錄波器用于記錄電網(wǎng)故障頻率出現(xiàn)的數(shù)據(jù)；其中，一個(gè)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室的函數(shù)發(fā)生器3通過數(shù)據(jù)線4連接電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)所述故障錄波器獲取記錄的故障頻率數(shù)據(jù)，函數(shù)發(fā)生器根據(jù)輸入的故障頻率數(shù)據(jù)還原故障頻率連接輸入給一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路5，一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路連接發(fā)電機(jī)組功率控制回路，發(fā)電機(jī)組功率控制回路控制發(fā)電機(jī)組6實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻性能試驗(yàn)；所述函數(shù)發(fā)生器通過光纖或RS485串口數(shù)據(jù)線連接所述故障錄波器。

其中，所述故障錄波器通過電流電壓互感器7與電網(wǎng)8連接，在故障錄波器中設(shè)置有一個(gè)電網(wǎng)頻率測(cè)試電路，電網(wǎng)頻率測(cè)試電路設(shè)置有一個(gè)觸發(fā)器，當(dāng)電網(wǎng)頻率測(cè)試電路測(cè)試的頻率超出設(shè)定的頻率范圍值時(shí)，觸發(fā)器觸發(fā)故障錄波器工作記錄故障頻率數(shù)據(jù)。

故障錄波器負(fù)責(zé)錄取電網(wǎng)在故障狀態(tài)下電網(wǎng)頻率變化的數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出；任意函數(shù)發(fā)生器負(fù)責(zé)模擬出電網(wǎng)在故障狀態(tài)下的頻率變化波形，并輸入進(jìn)一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路；一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路置于DCS系統(tǒng)內(nèi)部，負(fù)責(zé)接收任意函數(shù)發(fā)生器輸入的頻率數(shù)據(jù)，計(jì)算出頻差對(duì)應(yīng)動(dòng)作的功率大小，發(fā)指令調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力，從而得到電網(wǎng)在故障狀態(tài)下發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻性能測(cè)試數(shù)據(jù)。

目前的電廠控制使用的是DCS控制系統(tǒng)，因此，本實(shí)施例中：所述一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路嵌入在一個(gè)DCS控制系統(tǒng)中，DCS控制系統(tǒng)通過中央處理器分別連接函數(shù)發(fā)生器、一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路和發(fā)電機(jī)組功率控制回路。

實(shí)施例中的故障錄波器是電力系統(tǒng)重要的自動(dòng)裝置，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地、準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平和事故分析能力。故障錄波器通過采集發(fā)電廠、輸變電站、電網(wǎng)系統(tǒng)各互感器交流電量，繼電器與信號(hào)模塊開關(guān)信號(hào)（高低電位變化），及其他數(shù)模信號(hào)，記錄、轉(zhuǎn)化、計(jì)算、比較、分析、呈現(xiàn)，將電力系統(tǒng)常規(guī)電量與非電量信號(hào)在可選則的時(shí)間軸上比較分析，同時(shí)依靠設(shè)定各采集信號(hào)的啟動(dòng)與截止參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)與波形記錄進(jìn)行有效控制，做到各電氣量、數(shù)模信號(hào)、時(shí)間參數(shù)的合理管控。故障錄波器采集的數(shù)據(jù)信號(hào)與波形數(shù)據(jù)可以有效的保存并隨時(shí)讀取，通過光纖或RS485串口將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效傳輸和共享。

實(shí)施例中的任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器能夠?qū)⑤斎氲碾x散量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為任意波形的頻率信號(hào)輸出。本實(shí)施例使用的是型號(hào)為AFG3022C（泰克）的任意函數(shù)發(fā)生器，可發(fā)出信號(hào)：正弦波，方波，脈沖波，鋸齒波，三角波，Sin(x)/x，指數(shù)增長(zhǎng)和衰減，高斯，洛倫茲，半正弦，直流，噪聲。

實(shí)施例中的一次調(diào)頻試驗(yàn)控制回路為DCS系統(tǒng)內(nèi)部控制回路，具有頻率信號(hào)的接入功能，并能夠通過計(jì)算頻差信號(hào)自動(dòng)控制機(jī)組有功功率的增減。

所述發(fā)電機(jī)組為發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)組，具有增減有功功率來響應(yīng)一次調(diào)頻的能力。