專利名稱：一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說更涉及一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電子及電氣技術(shù)的飛速發(fā)展，在大型電氣化系統(tǒng)中，例如船舶領(lǐng)域，船上的半導(dǎo)體器件及用電設(shè)備逐漸增多，這就對電能的質(zhì)與量的需求日益增加，因此，對電站發(fā)電機(jī)組的自動化要求也在不斷提高。船舶電站發(fā)電機(jī)組自動化的主要要求是保證連續(xù)的保質(zhì)供電及合理的分配電能。因?yàn)殡娔芤环矫嬉獫M足船上用電負(fù)荷的不斷變化，保證電網(wǎng)頻率和電壓的穩(wěn)定；另一方面還要充分考慮電能使用的經(jīng)濟(jì)性和利用率。發(fā)電機(jī)組的自動并車控制作為電站發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)中一個(gè)最基本和最關(guān)鍵的功能，其在保證電能質(zhì)量、連續(xù)性及合理分配起著至關(guān)重要的作用。通常發(fā)電機(jī)組自動并車控制就是通過檢測待并發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差、頻差和相位差，當(dāng)三要素同時(shí)滿足并車條件時(shí)，發(fā)出合閘指令，實(shí)現(xiàn)并車操作。船用三相同步發(fā)電機(jī)并車時(shí)，待并發(fā)電機(jī)組與運(yùn)行發(fā)電機(jī)組(電網(wǎng))之間必須滿足如下條件1、待并發(fā)電機(jī)組電壓U2與運(yùn)行發(fā)電機(jī)(電網(wǎng))電壓Ul相等，即U2 ^ U1。2、待并發(fā)電機(jī)組頻率f2與運(yùn)行發(fā)電機(jī)(電網(wǎng))頻率fl相等，即f2 ^ H。3、待并發(fā)電機(jī)組相位δ 2與運(yùn)行發(fā)電機(jī)(電網(wǎng))相位δ I相等，即δ 2 ^ 5 1。實(shí)際運(yùn)行中很難實(shí)現(xiàn)上面的理想條件，因此，標(biāo)準(zhǔn)的要求為電壓差不大于電網(wǎng)額定電壓的10%，頻率差在+0. 5Hz以內(nèi)，相位差控制在±10°以內(nèi)。滿足上述條件后，可以基本認(rèn)為發(fā)電機(jī)組并聯(lián)時(shí)不會產(chǎn)生很大的沖擊電流，并且合閘后發(fā)電機(jī)組能迅速拉入同步運(yùn)行，不致產(chǎn)生任何不良后果。但是目前并車控制常采用硬件并車控制方法，其中，相位差的檢測完全通過硬件電路來判定。而硬件電路的設(shè)計(jì)需要先假設(shè)待并機(jī)組、電網(wǎng)的頻率及主開關(guān)合閘延時(shí)時(shí)間，并由此計(jì)算固定的越前時(shí)間值來整定相關(guān)硬件檢測設(shè)備，根據(jù)捕捉到的脈寬寬度決定是否發(fā)出允許合閘指令。但是硬件電路的時(shí)間常數(shù)等受Re值制約，因此硬件設(shè)備的調(diào)整過程較為繁瑣且效率不高，且對于電網(wǎng)頻率的實(shí)際波動無法應(yīng)變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是為了克服目前硬件并車控制方法受硬件電路和設(shè)備制約的不足，而提出一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法及系統(tǒng)，使待并車發(fā)電機(jī)組的并車控制更靈活，合閘更準(zhǔn)確。 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法，所述方法包括S101.讀取實(shí)時(shí)待并機(jī)組及電網(wǎng)的電壓幅值和頻率，計(jì)算待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓
差及頻率差值；S102.判斷所述電壓差及頻率差值是否滿足并車條件，若不滿足則等待延時(shí)后，繼續(xù)SlOl和S102，直至待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差和頻率差滿足并車條件；S103.根據(jù)經(jīng)方波轉(zhuǎn)換得到的待并機(jī)組及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓正弦波，得到兩列波的相位差；S104.根據(jù)當(dāng)前的待并機(jī)組和電網(wǎng)的頻率及預(yù)先設(shè)定的合閘總計(jì)延時(shí)tk，計(jì)算越前時(shí)間tz ；

S105.讀取實(shí)時(shí)檢測的待并機(jī)組及電網(wǎng)的上升沿時(shí)間差A(yù)t，若滿足I At-tk|
<ε，發(fā)出合閘指令，其中ε為預(yù)先設(shè)定的脈寬時(shí)間比較限值，若否，判斷當(dāng)前比較次數(shù)是否不小于預(yù)先設(shè)定的脈寬檢測次數(shù)限值N，若是，返回執(zhí)行SlOl和S102，若否，重新執(zhí)行本步驟。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述兩列波的相位差由兩方波信號上升沿的時(shí)間差參照公式Θ= WXAt差換算得到，其中，Λ t為從電網(wǎng)電壓方波上升沿觸發(fā)到待并機(jī)組電壓方波上升沿觸發(fā)的時(shí)間間隔，w為電網(wǎng)電壓角頻率。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述越前時(shí)間為待并機(jī)組電壓相位滯后于電網(wǎng)電壓的時(shí)間。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述越前時(shí)間的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法，其特征在于，所述方法包括 5101.讀取實(shí)時(shí)待并機(jī)組及電網(wǎng)的電壓幅值和頻率，計(jì)算待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差及頻率差值； 5102.判斷所述電壓差及頻率差值是否滿足并車條件，若不滿足則等待延時(shí)后，繼續(xù)SlOl和S102，直至待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差和頻率差滿足并車條件； 5103.根據(jù)經(jīng)方波轉(zhuǎn)換得到的待并機(jī)組及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓正弦波，得到兩列波的相位差; 5104.根據(jù)當(dāng)前的待并機(jī)組和電網(wǎng)的頻率及預(yù)先設(shè)定的合閘總計(jì)延時(shí)tk，計(jì)算越前時(shí)間tz ； 5105.讀取實(shí)時(shí)檢測的待并機(jī)組及電網(wǎng)的上升沿時(shí)間差A(yù)t，若滿足IAt-tk| < B，發(fā)出合閘指令，其中ε為預(yù)先設(shè)定的脈寬時(shí)間比較限值，若否，判斷當(dāng)前比較次數(shù)是否不小于預(yù)先設(shè)定的脈寬檢測次數(shù)限值N，若是，返回執(zhí)行SlOl和S102，若否，重新執(zhí)行本步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩列波的相位差由兩方波信號上升沿的時(shí)間差參照公式Θ = wX At差換算得到，其中，At為從電網(wǎng)電壓方波上升沿觸發(fā)到待并機(jī)組電壓方波上升沿觸發(fā)的時(shí)間間隔，w為電網(wǎng)電壓角頻率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述越前時(shí)間為待并機(jī)組電壓相位滯后于電網(wǎng)電壓的時(shí)間。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述越前時(shí)間的計(jì)算公式為
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 讀取合閘反饋并判斷合閘是否成功，若未成功則進(jìn)行報(bào)警的步驟。
6.一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 電壓頻率模塊，用來讀取實(shí)時(shí)待并機(jī)組及電網(wǎng)的電壓幅值和頻率，計(jì)算待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差及頻率差值，并判斷所述電壓差及頻率差值是否滿足并車條件，若不滿足則等待延時(shí)后，繼續(xù)讀取和計(jì)算操作，直至待并機(jī)組與電網(wǎng)的電壓差和頻率差滿足并車條件；相位差模塊，用來根據(jù)經(jīng)方波轉(zhuǎn)換得到的待并機(jī)組及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓正弦波，得到兩列波的相位差； 時(shí)間模塊，用來根據(jù)當(dāng)前的待并機(jī)組和電網(wǎng)的頻率及預(yù)先設(shè)定的合閘總計(jì)延時(shí)tk，計(jì)算越前時(shí)間tz ； 合閘指令模塊，用來讀取實(shí)時(shí)檢測的待并機(jī)組及電網(wǎng)的上升沿時(shí)間差A(yù)t，判斷是否滿足|At_tk| < ε，若滿足，則發(fā)出合閘指令，其中ε為預(yù)先設(shè)定的脈寬時(shí)間比較限值；循環(huán)執(zhí)行模塊，用來當(dāng)|At_tk| < ε不滿足時(shí)，判斷當(dāng)前比較次數(shù)是否不小于預(yù)先設(shè)定的脈寬檢測次數(shù)限值N，若是，指令返回電壓頻率模塊的執(zhí)行，若否，指令繼續(xù)合閘指令模塊的執(zhí)行。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 設(shè)定模塊，用來設(shè)定合閘總計(jì)延時(shí)tk，脈寬時(shí)間比較限值ε及脈寬檢測次數(shù)限值N。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括反饋模塊，用來讀取合閘反饋，判斷合閘是否成功。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括報(bào)警模塊，用來當(dāng)反饋模塊判斷本次并車不成功時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種發(fā)電機(jī)組自動并車控制方法及系統(tǒng)，用于機(jī)電自動化領(lǐng)域。本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)的待并車機(jī)組與電網(wǎng)的頻率差、相位差及其變化趨勢，并考慮主開關(guān)合閘延時(shí)及程序執(zhí)行時(shí)間等延時(shí)，采用自動并車方法動態(tài)計(jì)算出合閘指令發(fā)出時(shí)的越前時(shí)間，應(yīng)用高精度計(jì)數(shù)器捕捉待并機(jī)組與電網(wǎng)的相位差時(shí)間，當(dāng)捕捉到該時(shí)間差值時(shí)，發(fā)出合閘指令，以保證實(shí)際合閘時(shí)間即相位差為零的時(shí)刻，具有控制更靈活，合閘更準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J3/38GK103066616SQ20111031606
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者費(fèi)翔, 時(shí)佳慧, 張凱杰, 張敏, 張歡仁, 李勇 申請人:上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所