[发明专利]水电厂高频预测切机及预测调速系统

权利要求书

1.水电厂高频预测切机及预测调速系统，它包括：

预测与决策集中控制器，检测电网频率及机组转速，判断电网解列后的高频紧急状态，在高频紧急状态时刻，测量和存储电厂机组与联络线在该时刻功率和故障前的功率；根据测量功率计算保持电网功率平衡的下调功率总量，执行切机命令，将决策单元产生的机组功率设定和功率变动量发给机组预测功率调速器，与机组预测功率调速器电连接；

机组预测功率调速器，接收预测与决策集中控制器发来的机组功率设定和功率变动量，机组功率变动量经时间衰减器衰减后与机组功率设定信号一起，作为控制量送至附加功率变动信号的PID调速器单元，PID调速器单元通过调速机构对阀门的开度进行调整，对机组功率和电网的频率进行预测控制。

2.根据权利要求1所述的一种水电厂高频预测切机及预测调速系统，其特征在于：预测与决策集中控制器包括：

高频紧急状态判别单元（1），将集中控制器通信单元（5）发来的各台机组转速信号，与转速越限设定值比较后，得到转速越限信号，将各台机组转速越限信号进行逻辑或运算后再与电网频率大于等于火电机组超速保护动作频率的逻辑条件进行逻辑与的结果作为电网解列后的高频紧急状态信号，与测量单元（2）电连接；

测量单元（2），根据电网解列后高频紧急状态信号的上升沿时刻，将电厂联络线和机组的该时刻采样功率及该时刻之前n秒的采样功率，记入锁存器；将该时刻之前n秒的采样功率与该时刻采样功率相减得到的功率变动记入锁存器，并在高频紧急状态期间保持不变，与预测决策单元（3）电连接；

预测决策单元（3），在电网解列后高频紧急状态信号触发下，根据测量单元（2）的锁存器数据，预测计算出切除的机组，发出高频预测切机信号，计算出未切机组的功率调节量及功率设定，发出机组功率变动和机组功率设定，与控制信息调理单元（4）电连接；

控制信息调理单元（4），在高频紧急状态下，发出决策的跳闸信号至相应机组断路器跳闸机构，切除相应机组；将自动发电控制系统（AGC）发出的机组功率设定切换为决策单元产生的机组功率设定与机组的功率变动量并发送至集中控制器通信单元（5），与集中控制器通信单元（5）电连接；集中控制器通信单元（5），与机组预测功率调速器进行通讯，接收机组转速信号，发送机组功率设定和机组功率变动量，与机组侧通信单元（6）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种水电厂高频预测切机及预测调速系统，其特征在于：机组预测功率调速器包括：

机组侧通信单元（6），接收集中控制器通信单元（5）发出的机组功率设定和机组功率变动量，将机组功率设定发送至附加功率变动信号的PID调速器单元（8），将机组功率变动量发至衰减器单元（7），将测速装置（9）的机组转速ω发至集中控制器通信单元（5），与衰减器单元（7）和附加功率变动信号的PID调速器单元（8）电连接；

衰减器单元（7），以累加存储的方式接收机组功率变动量，并将累加存储中的功率变动量衰减至0，衰减器的衰减时间常数大于PID积分时间常数5倍以上，将衰减的功率变动量送至附加功率变动信号的PID调速器单元（8），当衰减的功率变动量为0或接近于0时，衰减器单元自动重置和清0；与附加功率变动信号的PID调速器单元（8）电连接；

附加功率变动信号的PID调速器单元（8），根据衰减的功率变动量、机组转速ω和机组功率设定信息进行PID调速处理，将将调速处理后的机组功率输出至调速机构。

4.根据权利要求3所述的一种水电厂高频预测切机及预测调速系统，其特征在于：附加功率变动信号的PID调速器单元（8）包括PID模块和永态转差率单元，在PID模块输入侧永态转差率单元之前有一个变动量后置模块（8.1），变动量后置模块（8.1）的第一加输入端与衰减器单元（7）连接、第二加输入端与机组侧通信单元（6）的机组功率设定输出端连接、减输入端与机组功率P输出端连接，变动量后置模块（8.1）的输出端与永态转差率单元的输入端连接；在PID模块输出侧有一个变动量前置模块（8.2），PID模块的输出与变动量前置模块（8.2）的加输入端连接，变动量前置模块（8.2）的减输入端与衰减器单元（7）的输出端连接，变动量前置模块（8.2）的输出端与电气限速限幅模块（8.3）连接。