本發(fā)明涉及同期并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)連接越來越緊密，容量越來越大，同期并網(wǎng)操作也越加頻繁。在實際應(yīng)用中，要實現(xiàn)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)同期并網(wǎng)，必須對其同期裝置進(jìn)行調(diào)試，保證并網(wǎng)時發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓相等、頻率一致、相角差為零，并網(wǎng)點兩側(cè)的電壓向量重合，無沖擊電流產(chǎn)生，從而發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)同步無擾動運行。否則非同期并列將產(chǎn)生兩倍于發(fā)電機(jī)三相出口短路電流的沖擊電流，其后果非常可怕。

現(xiàn)有的同期并網(wǎng)操作，一般是采用同期裝置產(chǎn)生調(diào)頻脈沖，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行差頻并網(wǎng)調(diào)控，而調(diào)頻脈沖主要依賴于預(yù)先設(shè)置的調(diào)速脈沖參數(shù)(包括：調(diào)頻脈沖寬度和調(diào)頻周期)?，F(xiàn)有同期裝置調(diào)速脈沖參數(shù)一般采用同期裝置制造廠商出廠的默認(rèn)經(jīng)驗通用設(shè)定值，但是該默認(rèn)經(jīng)驗通用設(shè)定值并不一定符合或滿足現(xiàn)場實際需求，尤其是國內(nèi)核電在孤島方式下的并網(wǎng)技術(shù)十分不完善，不管是對同期調(diào)頻和汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)速響應(yīng)閉環(huán)控制方面還是對并網(wǎng)時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定的技術(shù)研究在國內(nèi)基本處于空白階段，以上因素都可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動較大、波動控制的可靠性低，為此，需要操作人員在并網(wǎng)瞬間進(jìn)行人工負(fù)荷調(diào)節(jié)。

但是，這樣的人工負(fù)荷調(diào)節(jié)對操作人員的經(jīng)驗要求高，而且由于人工負(fù)荷調(diào)節(jié)操作過程存在的諸多人因和外因，一旦操作失誤則嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運行，甚至危及核安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中同期并網(wǎng)操作時，發(fā)電機(jī)初始負(fù)荷波動過大，難以滿足核電站苛刻的安全需求的問題，本發(fā)明實施例提供了一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法和裝置。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法，包括：

通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控；

根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，所述調(diào)頻脈沖參數(shù)用于供同期裝置產(chǎn)生用于控制發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)頻脈沖，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量用于供發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待測核電站發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速；

根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系；

根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制算法，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，調(diào)頻脈沖參數(shù)包括：調(diào)頻脈沖寬度和調(diào)頻周期；

通過預(yù)設(shè)的仿真聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，還包括：

獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，并設(shè)定符合待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速用于限制待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，所述獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，包括：

根據(jù)如下公式獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS為調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，NT為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)后轉(zhuǎn)速，NNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，K為待測核電站發(fā)電機(jī)的不等率，PLE為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的初始負(fù)荷，PNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定功率。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，還包括：

獲取甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與甩廠用電前當(dāng)前外部電網(wǎng)頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并計算它們之間的轉(zhuǎn)速差值；

根據(jù)計算得到的轉(zhuǎn)速差值，修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以使發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)前的實際轉(zhuǎn)速滿足同期并網(wǎng)需求。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置，所述裝置包括：

監(jiān)控模塊，用于通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控；

獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，所述調(diào)頻脈沖參數(shù)用于供同期裝置產(chǎn)生用于控制發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)頻脈沖，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量用于供發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待測核電站發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速；

所述獲取模塊，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系；

設(shè)置模塊，用于根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動幅度要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置中，所述獲取模塊，包括：

獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制算法，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，調(diào)頻脈沖參數(shù)包括：調(diào)頻脈沖寬度和調(diào)頻周期；

修正單元，用于通過預(yù)設(shè)的仿真聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置中，所述獲取模塊，還用于獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，

所述設(shè)置模塊，還用于設(shè)定符合待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速用于限制待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置中，所述獲取模塊，還用于根據(jù)如下公式獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS為調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，NT為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)后轉(zhuǎn)速，NNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，K為待測核電站發(fā)電機(jī)的不等率，PLE為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的初始負(fù)荷，PNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定功率。

在本發(fā)明實施例上述的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置中，還包括：

處理模塊，用于獲取甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與甩廠用電前當(dāng)前外部電網(wǎng)頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并計算它們之間的轉(zhuǎn)速差值；

修正模塊，用于根據(jù)計算得到的轉(zhuǎn)速差值，修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以使發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)前的實際轉(zhuǎn)速滿足同期并網(wǎng)需求。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控；然后根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，并根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系；最后根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。這樣上述核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，通過建模仿真和動模聯(lián)調(diào)及理論計算得到符合同期并網(wǎng)操作實際情況的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用同期裝置制造廠商出廠的默認(rèn)經(jīng)驗通用設(shè)定值，有效解決了由于調(diào)頻脈沖參數(shù)不符合實情，而引發(fā)的發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動超調(diào)的問題，該方法使得發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動處于穩(wěn)定可控狀態(tài)，大大降低了對人工負(fù)荷調(diào)節(jié)操作的依賴，節(jié)省了人力資源，并且滿足了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)操作的安全需要。此外，該方法還通過短時轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤并網(wǎng)前后轉(zhuǎn)速差的技術(shù)方法精準(zhǔn)控制調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)憑經(jīng)驗設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速值，有效地解決了目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的一種應(yīng)用場景示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例一提供的一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例二提供的一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例二提供的一種獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例二提供的一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

在詳細(xì)介紹本發(fā)明實施方式之前，先結(jié)合圖1簡要介紹一下其應(yīng)用場景。孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)1需要與外部電網(wǎng)2進(jìn)行同期并網(wǎng)操作，其同期并網(wǎng)的操作過程是由同期裝置3監(jiān)控，并配合發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)4對待測核電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制調(diào)節(jié)來完成的。

實施例一

本發(fā)明實施例提供了一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法，參見圖2，該方法可以包括：

步驟S11，通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。

在本實施例中，同期裝置，是一種在電力系統(tǒng)運行過程中執(zhí)行并網(wǎng)時使用的指示、監(jiān)視、控制裝置，它可以檢測并網(wǎng)點兩側(cè)(一側(cè)為待測核電站發(fā)電機(jī)，另一側(cè)為外部電網(wǎng))的電網(wǎng)頻率、電壓幅值、電壓相位是否達(dá)到條件，以輔助手動并網(wǎng)或?qū)崿F(xiàn)自動并網(wǎng)。

孤島運行方式，特指發(fā)電機(jī)組脫離電網(wǎng)單獨帶自身廠用電負(fù)荷運行的特殊工況，最終發(fā)電機(jī)組將帶廠用電通過500kV開關(guān)站自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)接入電網(wǎng)。

需要說明的是，本實施例中的同期并網(wǎng)操作，主要是采用的電壓差值和電壓相位差值均為零的差頻并網(wǎng)，而差頻并網(wǎng)是指為了實現(xiàn)零相位差并網(wǎng)，當(dāng)同期裝置檢測到發(fā)電機(jī)側(cè)與外部電網(wǎng)側(cè)同頻時，會發(fā)出連續(xù)的同頻調(diào)頻脈沖，打破同頻，進(jìn)入差頻，達(dá)到調(diào)節(jié)電壓相位差的目的。

步驟S12，根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，該調(diào)頻脈沖參數(shù)用于供同期裝置產(chǎn)生用于控制發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)頻脈沖，該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量用于供發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待測核電站發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速。調(diào)頻脈沖可以包括：增速調(diào)頻脈沖或減速調(diào)頻脈沖；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可以包括：增速調(diào)節(jié)或減速調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量為多次轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后的調(diào)節(jié)總量。

在本實施例中，動模聯(lián)調(diào)試驗包括：通過對同期裝置調(diào)頻功能原理而建立的建模仿真試驗，以及同期裝置與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)試驗(即同期調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)閉環(huán)響應(yīng)的聯(lián)調(diào)試驗)。通過預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，可以使得調(diào)頻脈沖參數(shù)也能適應(yīng)發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，減少同期裝置與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)之間不相匹配的問題，進(jìn)而可以降低同期并網(wǎng)操作時，發(fā)電機(jī)初始負(fù)荷波動過大的風(fēng)險。此外，上述同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系可以適用于各種機(jī)型與工況。

具體地，上述步驟S12可以通過如下方式實現(xiàn)：

步驟S121，根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制算法，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，調(diào)頻脈沖參數(shù)包括：調(diào)頻脈沖寬度和調(diào)頻周期。

在本實施例中，進(jìn)入差頻并網(wǎng)后(之前的過程為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述)，同期裝置會通過差頻調(diào)頻脈沖(包括增速調(diào)頻脈沖和減速調(diào)頻脈沖)繼續(xù)調(diào)節(jié)頻率差值，在頻差過大時發(fā)出減速調(diào)頻脈沖，減小頻差；頻差過小時發(fā)出增速調(diào)頻脈沖，增大頻差。此過程依據(jù)模糊控制理論，U＝g(E，C)，式中U—控制量，E—被控量對給定值的偏差，C–被控量偏差的變化率，g—模糊控制算法。

差頻調(diào)頻時，如果同期裝置檢測到的頻差ωS＝ωF-ωX(ωF、ωX分別為待測發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)的角頻率)為負(fù)大，而頻率變化率dωs/dt，也是負(fù)大，則控制量U為零。因為盡管待測發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率比外部電網(wǎng)側(cè)的頻率低很多，但當(dāng)前待測發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率正以很高的速度向升高方向變化，因此無需控制發(fā)電機(jī)頻率就能恢復(fù)到正常值。模糊控制量的量化體現(xiàn)在均頻系數(shù)Kf(調(diào)頻)和均壓系數(shù)Kv(調(diào)壓)。

由以上模糊控制原理得知調(diào)頻脈沖脈寬由均頻系數(shù)及頻差大小決定，即調(diào)頻脈沖脈寬的高電平寬度＝均頻控制系數(shù)(設(shè)0.5則為500ms)；調(diào)頻周期大小取決于頻差大小，若同期裝置檢測到的頻差越大，同期裝置發(fā)出的調(diào)頻脈寬越小，反之若頻差越小，則調(diào)頻脈寬越大。

依據(jù)以上同期調(diào)頻原理可知，發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速控制受均頻系數(shù)和頻差大小的影響，頻差的大小又最初取決于并網(wǎng)時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(換算成頻率)與外部電網(wǎng)頻率的差值大小，均頻系數(shù)不僅能直接影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速同時也能影響頻差大小，因此設(shè)置合理的均頻系數(shù)與控制并網(wǎng)前兩側(cè)的頻差大小至關(guān)重要，恰恰這兩者也都作用于發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(即發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng))，直接或間接的影響并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速控制量。

步驟S122，通過預(yù)設(shè)的仿真聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系。

在本實施例中，上述理論推導(dǎo)出來的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，可能由于設(shè)備運行問題，出現(xiàn)實際效果偏差，例如：由于發(fā)電機(jī)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號反饋遲緩，導(dǎo)致同期裝置超發(fā)調(diào)頻脈沖，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量偏高，進(jìn)而造成待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大的問題。為此，需要通過仿真與聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，主要是修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，使得發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量符合控制要求。

下面以西門子半速發(fā)電機(jī)為例進(jìn)行說明：因西門子設(shè)計時考慮到發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)需響應(yīng)快的特點，采用的I/O模塊和控制器與GSE/輔機(jī)都不相同，采集和處理速度更快。理論計算，從發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)采集信號到閥門動作到位時間T＝2/3ms(I/O采集時間)+32ms(處理時間)+2/3ms(I/O采集時間)+10ms(閥門響應(yīng)時間，調(diào)試數(shù)據(jù))＜50ms，又由于核電站發(fā)電機(jī)側(cè)該調(diào)速信號是通過光纖信號從500KV開關(guān)站(即待測核電站發(fā)電機(jī)與外部電網(wǎng)之間的并網(wǎng)點)側(cè)光纖遠(yuǎn)傳柜送至組機(jī)側(cè)光纖遠(yuǎn)傳柜(中間隔一條明渠)，再從機(jī)組側(cè)光纖遠(yuǎn)傳柜通過光電轉(zhuǎn)換器將信號直接送至發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，傳輸時間也應(yīng)在ms級。因此，從500KV同期調(diào)速信號發(fā)出到發(fā)電機(jī)調(diào)速閥門動作到位理論上可在100ms內(nèi)完成，小于同期調(diào)頻脈寬時間500ms(該數(shù)值為同期裝置制造商默認(rèn)值)，所以理論上同期裝置調(diào)速脈沖信號發(fā)出到實際轉(zhuǎn)速調(diào)整是同步的，無滯后的。

但當(dāng)500KV開關(guān)站同期裝置檢測到發(fā)電機(jī)與外部電網(wǎng)處于同頻狀態(tài)時，同期裝置為了加快需找并網(wǎng)點的速度，發(fā)加速命令(即增速調(diào)頻脈沖)給發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)本身閉環(huán)反饋系統(tǒng)響應(yīng)時間不超過50ms,但因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量較大，發(fā)電機(jī)本體轉(zhuǎn)速信號變化較慢，從發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)給發(fā)電機(jī)調(diào)速命令至汽輪發(fā)電機(jī)本體轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)值約需4S(經(jīng)電氣同期系統(tǒng)與儀控調(diào)速系統(tǒng)仿真試驗與聯(lián)調(diào)試驗多次測試可得)，與理論計算的100ms相差甚遠(yuǎn)，所以待測核電站發(fā)電機(jī)在進(jìn)行同期并網(wǎng)時，同期裝置認(rèn)為發(fā)電機(jī)本體轉(zhuǎn)速并未達(dá)到差頻并網(wǎng)要求，因此一直給發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)出增速調(diào)頻脈沖信號。

針對上述實際情況，在進(jìn)行了多次仿真聯(lián)調(diào)試驗后，對同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)進(jìn)行如下修正：1，考慮到對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有利等因素，將同頻脈寬由500ms改為100ms；2，為了避免因發(fā)電機(jī)本體較重引起發(fā)電機(jī)本體轉(zhuǎn)速信號變化有4s的延遲的影響，同頻調(diào)頻周期由設(shè)備默認(rèn)1s改為6S,可避免同期裝置認(rèn)為發(fā)電機(jī)本體轉(zhuǎn)速未達(dá)到差頻要求，避免同期裝置一直給發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)調(diào)頻脈沖信號現(xiàn)象發(fā)生。

步驟S13，根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系。

在本實施例中，待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系可以通過多次建模仿真試驗計算得到，理論上來說，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其輸出功率成正比關(guān)系，而此處發(fā)電機(jī)的負(fù)荷是指汽輪發(fā)電機(jī)輸出的電功率，主要是發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。此外，在進(jìn)行仿真試驗過程中，也會驗證仿真模型的正確性。

在本實施例中，根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，可以計算出發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速要求，進(jìn)而可以計算出發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量的要求，進(jìn)而計算出符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)。

步驟S14，根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。

在本實施例中，通過設(shè)置符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，使得同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行差頻并網(wǎng)操作時，待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動符合要求，負(fù)荷波動控制的可靠性高，不僅降低了人工調(diào)控發(fā)電機(jī)負(fù)荷的需求，而且也增強(qiáng)了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)的安全性，同時也大大降低了同時也大大由于核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大，導(dǎo)致由于功率變化過快造成反應(yīng)堆堆芯過冷等物理損傷，所帶來的核電安全風(fēng)險。

參見圖3，該方法還可以包括：

步驟S15，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，并設(shè)定符合待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動幅度要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，該目標(biāo)轉(zhuǎn)速用于限制待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動。

在本實施例中，調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值直接影響機(jī)組同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動大小，因此是否能及時有效的控制調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值成為了至關(guān)因素。

在本實施例中，通過設(shè)置符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)及調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使得同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行差頻并網(wǎng)操作時，不僅降低了人工調(diào)控發(fā)電機(jī)負(fù)荷的需求，而且也增強(qiáng)了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)的安全性，同時也大大降低了由于核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大，導(dǎo)致由于功率變化過快造成反應(yīng)堆堆芯過冷等物理損傷，所帶來的核電安全風(fēng)險。

進(jìn)一步地，上述步驟S15可以通過如下方式實現(xiàn)：

根據(jù)如下公式獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS為調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，NT為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)后轉(zhuǎn)速，NNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，K為待測核電站發(fā)電機(jī)的不等率，PLE為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的初始負(fù)荷，PNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定功率。

在本實施例中，通過上述公式，可以有效獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，然后通過設(shè)置合適的目標(biāo)轉(zhuǎn)速就可以對待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動進(jìn)行有效控制。

步驟S16，獲取甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與甩廠用電前外部電網(wǎng)頻對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并計算它們之間的轉(zhuǎn)速差值。

在本實施例中，由于每臺發(fā)電機(jī)組各自帶的廠用電負(fù)荷情況每時每刻都不同，所以孤島并網(wǎng)前需進(jìn)行甩廠用電負(fù)荷試驗確定(實測)實際轉(zhuǎn)速差來修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，即修正由于實際情況帶來的理論誤差。

步驟S17，根據(jù)計算得到的轉(zhuǎn)速差值，修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以使發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)前的實際轉(zhuǎn)速滿足同期并網(wǎng)需求。

在本實施例中，上述步驟S16和S17可以通過如下步驟實現(xiàn)：獲取待測核電站發(fā)電機(jī)帶廠用電(孤島運行)所需的轉(zhuǎn)速差值△N，△N＝Nx(甩廠用電前外部電網(wǎng)頻率對應(yīng)轉(zhuǎn)速)-Nc(甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)實際轉(zhuǎn)速)；再依據(jù)孤島并網(wǎng)時同期允許頻差定值整定并網(wǎng)前實際轉(zhuǎn)速Ns與轉(zhuǎn)速差值△N可知發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm，Nm(同期并網(wǎng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速)＝Ns(同期并網(wǎng)前滿足頻差要求實際轉(zhuǎn)速)+△N(轉(zhuǎn)速差值)，該計算后的轉(zhuǎn)速值Nm供修正當(dāng)前目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明實施例通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控；然后根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，并根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系；最后根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。這樣上述核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，通過建模仿真和動模聯(lián)調(diào)及理論計算得到符合同期并網(wǎng)操作實際情況的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用同期裝置制造廠商出廠的默認(rèn)經(jīng)驗通用設(shè)定值，有效解決了由于調(diào)頻脈沖參數(shù)不符合實情，而引發(fā)的發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動超調(diào)的問題，該方法使得發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動處于穩(wěn)定可控狀態(tài)，大大降低了對人工負(fù)荷調(diào)節(jié)操作的依賴，節(jié)省了人力資源，并且滿足了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)操作的安全需要。此外，該方法還通過短時轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤并網(wǎng)前后轉(zhuǎn)速差的技術(shù)方法精準(zhǔn)控制調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)憑經(jīng)驗設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速值，有效地解決了目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置，參見圖4，該裝置可以包括：監(jiān)控模塊100、獲取模塊200、設(shè)置模塊300。

監(jiān)控模塊100，用于通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。

在本實施例中，同期裝置，是一種在電力系統(tǒng)運行過程中執(zhí)行并網(wǎng)時使用的指示、監(jiān)視、控制裝置，它可以檢測并網(wǎng)點兩側(cè)(一側(cè)為待測核電站發(fā)電機(jī)，另一側(cè)為外部電網(wǎng))的電網(wǎng)頻率、電壓幅值、電壓相位是否達(dá)到條件，以輔助手動并網(wǎng)或?qū)崿F(xiàn)自動并網(wǎng)。

孤島運行方式，特指發(fā)電機(jī)組脫離電網(wǎng)單獨帶自身廠用電負(fù)荷運行的特殊工況，最終發(fā)電機(jī)組將帶廠用電通過500kV開關(guān)站自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)接入電網(wǎng)。

需要說明的是，本實施例中的同期并網(wǎng)操作，主要是采用的電壓差值和電壓相位差值均為零的差頻并網(wǎng)，而差頻并網(wǎng)是指為了實現(xiàn)零相位差并網(wǎng)，當(dāng)同期裝置檢測到發(fā)電機(jī)側(cè)與外部電網(wǎng)側(cè)同頻時，會發(fā)出連續(xù)的同頻調(diào)頻脈沖，打破同頻，進(jìn)入差頻，達(dá)到調(diào)節(jié)電壓相位差的目的。

獲取模塊200，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，該調(diào)頻脈沖參數(shù)用于供同期裝置產(chǎn)生用于控制發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)頻脈沖，該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量用于供發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待測核電站發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速。調(diào)頻脈沖可以包括：增速調(diào)頻脈沖或減速調(diào)頻脈沖；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可以包括：增速調(diào)節(jié)或減速調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量為多次轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后的調(diào)節(jié)總量。

在本實施例中，動模聯(lián)調(diào)試驗包括：通過對同期裝置調(diào)頻功能原理而建立的建模仿真試驗，以及同期裝置與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)試驗(即同期調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)閉環(huán)響應(yīng)的聯(lián)調(diào)試驗)。通過預(yù)設(shè)的仿真聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，可以使得調(diào)頻脈沖參數(shù)也能適應(yīng)發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，減少同期裝置與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)之間不相匹配的問題，進(jìn)而可以降低同期并網(wǎng)操作時，發(fā)電機(jī)初始負(fù)荷波動過大的風(fēng)險。此外，上述同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系可以適用于各種機(jī)型與工況。

獲取模塊200，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系。

在本實施例中，待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系可以通過多次建模仿真試驗計算得到，理論上來說，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其輸出功率成正比關(guān)系，而此處發(fā)電機(jī)的負(fù)荷是指汽輪發(fā)電機(jī)輸出的電功率，主要是發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。此外，在進(jìn)行仿真試驗過程中，也會驗證仿真模型的正確性。

在本實施例中，根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，可以計算出發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速要求，進(jìn)而可以計算出發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量的要求，進(jìn)而計算出符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)。

設(shè)置模塊300，用于根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動幅度要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。

在本實施例中，通過設(shè)置符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，使得同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行差頻并網(wǎng)操作時，待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動符合要求，負(fù)荷波動控制的可靠性高，進(jìn)而降低了人工調(diào)控發(fā)電機(jī)負(fù)荷的需求，同時也增強(qiáng)了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)的安全性，降低了由于核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大，導(dǎo)致由于功率變化過大造成反應(yīng)堆堆芯過冷等物理損傷問題。

具體地，參見圖5，獲取模塊可以包括：獲取單元201和修正單元202。

獲取單元201，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制算法，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，調(diào)頻脈沖參數(shù)包括：調(diào)頻脈沖寬度和調(diào)頻周期。

在本實施例中，進(jìn)入差頻并網(wǎng)后(之前的過程為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述)，同期裝置會通過差頻調(diào)頻脈沖(包括增速調(diào)頻脈沖和減速調(diào)頻脈沖)繼續(xù)調(diào)節(jié)頻率差值，在頻差過大時發(fā)出減速調(diào)頻脈沖，減小頻差；頻差過小時發(fā)出增速調(diào)頻脈沖，增大頻差。此過程依據(jù)模糊控制理論，U＝g(E，C)，式中U—控制量，E—被控量對給定值的偏差，C–被控量偏差的變化率，g—模糊控制算法。

差頻調(diào)頻時，如果同期裝置檢測到的頻差ωS＝ωF-ωX(ωF、ωX分別為待測發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)的角頻率)為負(fù)大，而頻率變化率dωs/dt，也是負(fù)大，則控制量U為零。因為盡管待測發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率比外部電網(wǎng)側(cè)的頻率低很多，但當(dāng)前待測發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率正以很高的速度向升高方向變化，因此無需控制發(fā)電機(jī)頻率就能恢復(fù)到正常值。模糊控制量的量化體現(xiàn)在均頻系數(shù)Kf(調(diào)頻)和均壓系數(shù)Kv(調(diào)壓)。

由以上模糊控制原理得知調(diào)頻脈沖脈寬由均頻系數(shù)及頻差大小決定，即調(diào)頻脈沖脈寬的高電平寬度＝均頻控制系數(shù)(設(shè)0.5則為500ms)；調(diào)頻周期大小取決于頻差大小，若同期裝置檢測到的頻差越大，同期裝置發(fā)出的調(diào)頻脈寬越小，反之若頻差越小，則調(diào)頻脈寬越大。

依據(jù)以上同期調(diào)頻原理可知，發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速控制受均頻系數(shù)和頻差大小的影響，頻差的大小又最初取決于并網(wǎng)時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(換算成頻率)與外部電網(wǎng)頻率的差值大小，均頻系數(shù)不僅能直接影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速同時也能影響頻差大小，因此設(shè)置合理的均頻系數(shù)與控制并網(wǎng)前兩側(cè)的頻差大小至關(guān)重要，恰恰這兩者也都作用于發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)(即發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng))，直接或間接的影響并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速控制量。

修正單元202，用于通過預(yù)設(shè)的仿真聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系。

在本實施例中，上述理論推導(dǎo)出來的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，可能由于設(shè)備運行問題，出現(xiàn)實際效果偏差，例如：由于發(fā)電機(jī)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號反饋遲緩，導(dǎo)致同期裝置超發(fā)調(diào)頻脈沖，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量偏高，進(jìn)而造成待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大的問題。為此，需要通過仿真聯(lián)調(diào)試驗，驗證并修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量之間的關(guān)系，主要是修正同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，使得發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制量符合控制要求。

進(jìn)一步地，獲取模塊200，還用于獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。

設(shè)置模塊300，還用于設(shè)定符合待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，該目標(biāo)轉(zhuǎn)速用于限制待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動。

在本實施例中，調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值直接影響機(jī)組同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動大小，因此是否能及時有效的控制調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值成為了至關(guān)因素。

在本實施例中，通過設(shè)置符合要求的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)及調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使得同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行差頻并網(wǎng)操作時，不僅降低了人工調(diào)控發(fā)電機(jī)負(fù)荷的需求，而且也增強(qiáng)了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)的安全性，同時也大大降低了由于核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動過大，導(dǎo)致由于功率變化過快造成反應(yīng)堆堆芯過冷等物理損傷，所帶來的核電安全風(fēng)險。

進(jìn)一步地，獲取模塊200，還用于根據(jù)如下公式獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：

(NS-NT)/NNOM＝k*(PLE/PNOM)

其中，NS為調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，NT為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)后轉(zhuǎn)速，NNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，K為待測核電站發(fā)電機(jī)的不等率，PLE為待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時的初始負(fù)荷，PNOM為待測核電站發(fā)電機(jī)額定功率。

在本實施例中，通過上述公式，可以有效獲取待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷與調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，然后通過設(shè)置合適的目標(biāo)轉(zhuǎn)速就可以對待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動進(jìn)行有效控制。

具體地，參見圖6，該裝置還可以包括：處理模塊400和修改模塊500。

處理模塊400，用于獲取甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與甩廠用電前當(dāng)前外部電網(wǎng)頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并計算它們之間的轉(zhuǎn)速差值。

在本實施例中，由于每臺發(fā)電機(jī)組各自帶的廠用電負(fù)荷情況每時每刻都不同，所以孤島并網(wǎng)前需進(jìn)行甩廠用電負(fù)荷試驗確定(實測)實際轉(zhuǎn)速差來修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，即修正由于實際情況帶來的理論誤差。

修改模塊500，用于根據(jù)計算得到的轉(zhuǎn)速差值，修正調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以使發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)前的實際轉(zhuǎn)速滿足同期并網(wǎng)需求。

在本實施例中，處理模塊400和修改模塊500可以通過如方式來工作：獲取待測核電站發(fā)電機(jī)帶廠用電(孤島運行)所需的轉(zhuǎn)速差值△N，△N＝Nx(甩廠用電前外部電網(wǎng)頻率對應(yīng)轉(zhuǎn)速)-Nc(甩廠用電穩(wěn)定后發(fā)電機(jī)實際轉(zhuǎn)速)；再依據(jù)孤島并網(wǎng)時同期允許頻差定值整定并網(wǎng)前實際轉(zhuǎn)速Ns與轉(zhuǎn)速差值△N可知發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm，Nm(同期并網(wǎng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速)＝Ns(同期并網(wǎng)前滿足頻差要求實際轉(zhuǎn)速)+△N(轉(zhuǎn)速差值)，該計算后的轉(zhuǎn)速值Nm供修正當(dāng)前目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明實施例通過同期裝置，對孤島運行方式下的待測核電站發(fā)電機(jī)和外部電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控；然后根據(jù)預(yù)設(shè)的動模聯(lián)調(diào)試驗，獲取同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)與發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系，并根據(jù)預(yù)設(shè)的建模仿真試驗，獲取待測核電站發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量之間的邏輯關(guān)系；最后根據(jù)待測核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動范圍要求，設(shè)置同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，供同期裝置對待測核電站發(fā)電機(jī)進(jìn)行孤島差頻并網(wǎng)操作。這樣上述核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法中，通過建模仿真和動模聯(lián)調(diào)及理論計算得到符合同期并網(wǎng)操作實際情況的同期裝置的調(diào)頻脈沖參數(shù)，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用同期裝置制造廠商出廠的默認(rèn)經(jīng)驗通用設(shè)定值，有效解決了由于調(diào)頻脈沖參數(shù)不符合實情，而引發(fā)的發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動超調(diào)的問題，該方法使得發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時初始負(fù)荷波動處于穩(wěn)定可控狀態(tài)，大大降低了對人工負(fù)荷調(diào)節(jié)操作的依賴，節(jié)省了人力資源，并且滿足了核電站發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)操作的安全需要。此外，該方法還通過短時轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤并網(wǎng)前后轉(zhuǎn)速差的技術(shù)方法精準(zhǔn)控制調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng)瞬時目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而非如現(xiàn)有技術(shù)中采用發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)憑經(jīng)驗設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速值，有效地解決了目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)置不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

需要說明的是：上述實施例提供的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置在實現(xiàn)核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法時，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述實施例提供的核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作裝置與核電站發(fā)電機(jī)孤島運行方式下的同期并網(wǎng)操作方法實施例屬于同一構(gòu)思，其具體實現(xiàn)過程詳見方法實施例，這里不再贅述。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。