[发明专利]一种开关量、数字量和模拟量混合型孤岛信号传递方法

说明书

技术领域

本发明一种开关量、数字量和模拟量混合型孤岛信号传递方法，涉及换流站和发电站监控领域。

背景技术

发电机或电站直接接入区域大电网运行，简称为联网运行方式。此时该区域电网的频率和电压较为稳定，机组负荷调整方便，调度灵活。但是交流开关遮断容量、保护方式、安稳措施配置复杂。发电机或电站没有直接接入主电网，而是接入一个区域负载运行，简称为孤岛运行方式，这是孤岛运行方式广义定义。直流输电所说的孤岛运行方式，仅指发电机或电站直接接入换流站，与当地的主电网解列的运行方式。孤岛运行方式减少溪洛渡直流对大电网安全的影响，减少交、直流系统的相互影响，避免直流系统与滇东北地区大型火电机组的次同步振荡问题，有效提高云电外送能力。但是孤岛运行方式面临系统相对薄弱，直流故障带来系统的稳定，发变组调速器、励磁的稳定等都是巨大挑战。如何更快速地传递相关的信息对于解决以上问题至关重要。

孤岛装置主要由孤岛信号判别装置和孤岛信号传递装置组成。孤岛信号判别装置主要由换流站孤岛判别装置和电站孤岛判别装置。电站孤岛判别装置采集电站开关运行状态信号，以帮助换流站孤岛判别装置确认是孤岛状态还是联网状态。孤岛信号传递装置主要由电站孤岛信息传递装置和电站孤岛执行装置组成，同时涉及安稳装置和监控系统等。安稳装置是指当电网受到大扰动而出现紧急状态时，执行切机、切负荷等紧急控制措施，提高电力系统安全稳定性、防范电网稳定事故、防止发生大面积停电事故，是维持电力系统安全稳定和可靠运行必不可少的第2道防线。安稳装置接收到换流站孤岛判别装置发来的孤岛状态或联网运行信号后，进行判断确认后进行相应策略切换同时，并判断出直流是否停运信号。孤岛信号包括孤岛状态、联网运行和直流停运。孤岛信号经过安稳装置，传递到电站层后，需要在电站的许多系统传递，各系统要做出相应的反应。主要的系统是电站的监控系统、调速器系统和励磁系统。电站的监控系统通过对电站主辅设备的数据采集和集中监控，实现电站生产运行过程的自动化和全厂优化控制功能，确保设备安全可靠运行。监控系统需要孤岛状态、联网运行和直流停运的信号。当孤岛状态与联网运行切换时，由于系统状态变化较快，频率和电压波动较大，监控系统AGC和AVC退出运行。当孤岛运行且直流停运时，将电站机组的有功闭环、无功闭环退出。同时，监控系统需要传递相关的报警信号和实时信号。

电站调速系统按照负荷变化引起的机组转速（频率）的变化，调节进入水轮机的流量（即水能），改变发电机输出的有功功率（即电能），适应负荷变化的要求，以达到随时发电与用电的电力平衡，确保供、用电频率及其偏差不超过允许偏差，维持机组转速（频率）在额定转速的规定范围内。调速系统需要孤岛状态、联网运行和直流停运的信号。当调速器接收到孤岛状态信号后，一次调频死区由联网的±0.05Hz切换为±0.15Hz；频率给定值不再以母线电压频率为基准，而是始终保持为50Hz；功率调整的PID参数切换为适应于孤岛状态下的参数。孤岛运行时直流停运，且检测到频率升高超过门槛值时，瞬时将开度给定降为空载开度，快速减负荷。

电站励磁调节器系统是维持发电机或其他控制点的电压在给定水平，控制并联运行机组无功功率的合理分配，提高电力系统的稳定性。励磁系统需要孤岛状态、联网运行和直流停运的信号。励磁调节器收到孤岛运行和直流停运信号后，自动退出PSS，为了防止过电压，将机端电压的给定值降为0.95后，快速调节电压。

在孤岛运行且直流停运后，电站将甩大负荷。电站甩大负荷时，对于电站和电网的稳定性都是一个很严峻的考验。尤其是对于机组的调速器如何快速地调节有功和频率，励磁调节器如何快速地调节无功和电压，对于机组的稳定至关重要。如果按照常规的孤岛信号传递方式：安稳收到信号后，传递给监控的上位机，然后传递给机组监控系统，最后到达机组的调速器和励磁调节器。如果采用这样传递方式，由于监控采样周期等问题，通信时间长达2-3秒，无法满足孤岛运行时电站设备的安全稳定运行。

发明内容

本发明提供一种开关量、数字量和模拟量混合型孤岛信号传递方法，该方法通过最优化的传递路径和最快速的信号传递方式，将孤岛信号传递给调速器、励磁、监控等系统，以使其进行快速响应，保证各系统的安全稳定运行。

本发明所采用的技术方案是：

一种开关量、数字量和模拟量混合型孤岛信号传递方法，包括以下步骤：

步骤1：换流站孤岛判别装置判断出的孤岛状态、联网运行信号通过电缆以开关量的方式传递给换流站安稳装置；