本發(fā)明屬于大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，具體涉及一種大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)：

1、可變速抽水蓄能是新能源消納的重要設(shè)備，具備經(jīng)濟(jì)性高、容量大、功率調(diào)節(jié)范圍寬和速度快的特點(diǎn)。在大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)的背景下，可變速機(jī)組能承擔(dān)調(diào)峰填谷、調(diào)頻等任務(wù)，助力清潔能源消納，維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定和提高電網(wǎng)安全水平。

2、可變速抽水蓄能機(jī)組通常采用交流勵(lì)磁，使得可變速抽蓄機(jī)組工況種類繁多，除具有與定速抽蓄機(jī)組相同的靜止、啟動(dòng)、發(fā)電、抽水、同步調(diào)相等工況外，還具有發(fā)電空轉(zhuǎn)、發(fā)電空載、抽水啟動(dòng)和抽水同期等特有的工況。通常機(jī)組還能根據(jù)電網(wǎng)的需要，頻繁、迅速、靈活地在不同工況間轉(zhuǎn)換。因此，合理的工況協(xié)聯(lián)控制是可變速機(jī)組安全、穩(wěn)定工作的前提。

3、由于可變速抽水蓄能機(jī)組工況多達(dá)十幾種，且轉(zhuǎn)換關(guān)系多達(dá)三十多種，需要設(shè)置專門的機(jī)組工況轉(zhuǎn)換模塊識(shí)別機(jī)組工況，并將實(shí)時(shí)工況同步發(fā)送給勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。

4、盡管傳統(tǒng)定速抽蓄機(jī)組完整的工況協(xié)聯(lián)控制技術(shù)已比較成熟，但由于可變速機(jī)組與傳統(tǒng)機(jī)組在結(jié)構(gòu)、勵(lì)磁方式和控制方法上差異均較大，導(dǎo)致傳統(tǒng)機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)聯(lián)控制方法無法適應(yīng)可變速機(jī)組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，使可變速機(jī)組安全、快速而又柔和地實(shí)現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換，并且各轉(zhuǎn)換階段間銜接平滑，為大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制仿真奠定理論基礎(chǔ)。

2、一種大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，包括：機(jī)組默認(rèn)工況為停機(jī)(s00)，若無輸入事件，則機(jī)組一直處于停機(jī)(s00)，設(shè)置機(jī)組工作模式和啟動(dòng)模式；若機(jī)組工作模式設(shè)為發(fā)電模式(e00)，且接收到機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)，則機(jī)組按照所設(shè)定的啟動(dòng)模式進(jìn)入發(fā)電過程；若機(jī)組工作模式設(shè)為抽水模式(e01)，且接收到機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)，則機(jī)組按照所設(shè)定的啟動(dòng)模式進(jìn)入抽水過程。

3、啟動(dòng)模式包括發(fā)電自啟動(dòng)模式(e20)和抽水啟動(dòng)模式(e21)，抽水啟動(dòng)模式(e21)包括自啟動(dòng)模式(e21_1)和sfc輔助啟動(dòng)模式(s21_2)、復(fù)合啟動(dòng)模式(e21_3)和背靠背啟動(dòng)模式(e21_4)。

4、發(fā)電過程中，機(jī)組在停機(jī)(s00)工況下接收到監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)時(shí)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)(s00)更新為發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)；發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)工況下，若無輸入事件，則保持發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的勵(lì)磁指令(e12)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)更新為發(fā)電空載(s12)；發(fā)電空載(s12)工況下，若無輸入事件，則保持發(fā)電空載(s12)，若同時(shí)接收到監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)電指令(e14)以及監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到的并網(wǎng)斷路器閉合(e43)的外部事件，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電空載(s12)轉(zhuǎn)換為發(fā)電(s13)；發(fā)電(s13)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的停機(jī)指令(e11)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電(s13)轉(zhuǎn)換為停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)；停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)工況下，若無輸入事件，則保持停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子靜止事件(e40)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)轉(zhuǎn)換為停機(jī)(s00)。

5、在發(fā)電(s13)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的控制模式指令，則保持發(fā)電(s13)工況，且使機(jī)組按照控制模式指令在功率優(yōu)先控制模式(ctrl00)或轉(zhuǎn)速優(yōu)先控制模式(ctrl01)或開度優(yōu)先控制模式(ctrl02)下運(yùn)行。

6、發(fā)電(s13)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相指令(e16)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電(s13)轉(zhuǎn)換為發(fā)電調(diào)相(s14)；發(fā)電調(diào)相(s14)工況下，若無輸入事件，則保持發(fā)電調(diào)相(s14)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相撤除指令(e17)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電調(diào)相(s14)轉(zhuǎn)換為發(fā)電工況(s13)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的停機(jī)指令(e11)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電調(diào)相(s14)轉(zhuǎn)換為停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)。

7、抽水過程中，機(jī)組在停機(jī)(s00)工況下接收到監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)時(shí)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)(s00)更新為抽水啟動(dòng)(s21)；抽水啟動(dòng)(s21)工況下，若無輸入事件，則保持抽水啟動(dòng)(s21)工況，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的抽水同期指令(e19)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水啟動(dòng)(s21)更新為抽水同期(s22)；抽水同期(s22)工況下，若無輸入事件，則保持抽水同期(s22)，若同時(shí)接收到監(jiān)控系統(tǒng)的抽水指令(e15)和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到的并網(wǎng)斷路器閉合(e43)的外部事件，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水同期(s22)轉(zhuǎn)換為抽水(s23)；抽水(s23)工況下，若無輸入事件，則保持抽水(s23)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的停機(jī)指令(e11)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水(s23)轉(zhuǎn)換為停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)；停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)工況下，若無輸入事件，則保持停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)工況，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子靜止事件(e40)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)轉(zhuǎn)換為停機(jī)(s00)。

8、抽水(s23)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的控制模式指令，則保持抽水(s23)工況，且使機(jī)組按照控制模式指令在功率優(yōu)先控制模式(ctrl00)或轉(zhuǎn)速優(yōu)先控制模式(ctrl01)或開度優(yōu)先控制模式(ctrl02)下運(yùn)行。

9、抽水(s23)工況下，若無輸入事件，則保持抽水(s23)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相指令(e16)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水(s23)轉(zhuǎn)換為抽水調(diào)相(s24)；抽水調(diào)相(s24)工況下，若無輸入事件，則保持抽水調(diào)相(s24)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相撤除指令(e17)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水調(diào)相(s24)轉(zhuǎn)換為抽水(s23)，若接收到機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的停機(jī)指令(e11)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水調(diào)相(s24)轉(zhuǎn)換為停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)。

10、抽水(s23)工況下，若無輸入事件，則保持抽水(s23)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)電指令(e14)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水(s23)轉(zhuǎn)換為發(fā)電(s13)。

11、在發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)、發(fā)電空載(s12)、發(fā)電(s13)、發(fā)電調(diào)相(s14)、抽水啟動(dòng)(s21)、抽水同期(s22)、抽水(s23)、抽水調(diào)相(s24)和停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的緊急停機(jī)指令(e18)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns轉(zhuǎn)換為緊急停機(jī)(se)。

技術(shù)特征：

1.一種大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，機(jī)組默認(rèn)工況為停機(jī)(s00)，若無輸入事件，則機(jī)組一直處于停機(jī)(s00)，其特征在于，所述的方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，啟動(dòng)模式包括發(fā)電自啟動(dòng)模式(e20)和抽水啟動(dòng)模式(e21)，抽水啟動(dòng)模式(e21)包括自啟動(dòng)模式(e21_1)和sfc輔助啟動(dòng)模式(s21_2)、復(fù)合啟動(dòng)模式(e21_3)和背靠背啟動(dòng)模式(e21_4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，發(fā)電過程中，機(jī)組在停機(jī)(s00)工況下接收到監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)時(shí)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)(s00)更新為發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，在發(fā)電(s13)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的控制模式指令，則保持發(fā)電(s13)工況，且使機(jī)組按照控制模式指令在功率優(yōu)先控制模式(ctrl00)或轉(zhuǎn)速優(yōu)先控制模式(ctrl01)或開度優(yōu)先控制模式(ctrl02)下運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，發(fā)電(s13)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相指令(e16)，啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由發(fā)電(s13)轉(zhuǎn)換為發(fā)電調(diào)相(s14)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，抽水過程中，機(jī)組在停機(jī)(s00)工況下接收到監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)時(shí)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由停機(jī)(s00)更新為抽水啟動(dòng)(s21)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，抽水(s23)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的控制模式指令，則保持抽水(s23)工況，且使機(jī)組按照控制模式指令在功率優(yōu)先控制模式(ctrl00)或轉(zhuǎn)速優(yōu)先控制模式(ctrl01)或開度優(yōu)先控制模式(ctrl02)下運(yùn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，抽水(s23)工況下，若無輸入事件，則保持抽水(s23)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)相指令(e16)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水(s23)轉(zhuǎn)換為抽水調(diào)相(s24)；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，抽水(s23)工況下，若無輸入事件，則保持抽水(s23)，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)電指令(e14)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns由抽水(s23)轉(zhuǎn)換為發(fā)電(s13)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，在發(fā)電空轉(zhuǎn)(s11)、發(fā)電(s13)、發(fā)電調(diào)相(s14)、抽水(s23)和抽水調(diào)相(s24)工況下，若接收到監(jiān)控系統(tǒng)的緊急停機(jī)指令(e18)，則啟動(dòng)工況轉(zhuǎn)換，現(xiàn)態(tài)ns轉(zhuǎn)換為停機(jī)轉(zhuǎn)換(ss)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種有限狀態(tài)機(jī)的大型可變速抽水蓄能機(jī)組工況轉(zhuǎn)換方法，涉及大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制技術(shù)。所述的方法包括：機(jī)組默認(rèn)工況為停機(jī)(S00)，若無輸入事件，則機(jī)組一直處于停機(jī)(S00)；設(shè)置機(jī)組工作模式和啟動(dòng)模式；若機(jī)組工作模式設(shè)為發(fā)電模式(e00)，且接收到機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)，則機(jī)組按照所設(shè)定的啟動(dòng)模式進(jìn)入發(fā)電過程；若機(jī)組工作模式設(shè)為抽水模式(e01)，且接收到機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的啟動(dòng)指令(e10)，則機(jī)組按照所設(shè)定的啟動(dòng)模式進(jìn)入抽水過程。本發(fā)明使可變速機(jī)組安全、快速而又柔和地實(shí)現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換，并且各轉(zhuǎn)換階段間銜接平滑，為大型可變速抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)工況協(xié)調(diào)控制仿真奠定理論基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳滿,鄧長虹,彭煜民,賀儒飛,李貽凱,敬照亮,黃凡旗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司儲(chǔ)能科研院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29