專利名稱：基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)，具體地說是一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前大型企業(yè)的二次能源利用越來越普及，但受并網(wǎng)難及發(fā)電電價(jià)低等限制，發(fā)電效能未得到合理釋放；同時(shí)，因單臺(tái)發(fā)電機(jī)組容量相對比較小，如組成孤網(wǎng)運(yùn)行，供電安全性及穩(wěn)定性較弱?，F(xiàn)有的技術(shù)方案，主要是靠發(fā)電機(jī)組自身調(diào)控能力，除此之外，還采用低周減載裝置，但是，均未從系統(tǒng)角度對發(fā)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)，因此，具有以下缺點(diǎn)
一、多機(jī)組間未建立有效協(xié)同聯(lián)系，單臺(tái)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)對整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)影響較大，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失及人身傷害。二、由于區(qū)域電網(wǎng)未與外界電網(wǎng)建立有效聯(lián)系，即使二次能源充足，也不能充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明提供了一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其不僅能夠通過對供配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)來釋放發(fā)電潛能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，確保區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，包括能源管控中心、區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、外界供配電網(wǎng)絡(luò)、同期聯(lián)絡(luò)變壓器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)；所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接，所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器分別與區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接；所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)分別與能源管控中心連接；其中，所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器用以采集區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息，并發(fā)送給能源管控中心，所述能源管控中心對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果向發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)發(fā)送控制指令。進(jìn)一步地，所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)、主變壓器、區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)，所述發(fā)電機(jī)組通過主變壓器分別與區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)連接，所述發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)設(shè)置在發(fā)電機(jī)組之間并且與能源管控中心連接，用以協(xié)調(diào)各個(gè)發(fā)電機(jī)組出力。進(jìn)一步地，所述能源管控中心包括PLC控制單元。進(jìn)一步地，該種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組和能源管控中心連接，用以對根據(jù)發(fā)電機(jī)組出力情況實(shí)時(shí)通過控制發(fā)電機(jī)組出力來對供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷進(jìn)行控制。進(jìn)一步地，該種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)和能源管控中心連接，用以對發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行控制來提高發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)和強(qiáng)勵(lì)時(shí)間。該系統(tǒng)通過對多機(jī)發(fā)電機(jī)組從系統(tǒng)角度重新規(guī)劃，使供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布局更趨合理，建立了發(fā)電機(jī)組間協(xié)同聯(lián)系，同時(shí)，通過采用同期聯(lián)絡(luò)變壓器建立區(qū)域供配電網(wǎng)和外界供配電電網(wǎng)的弱聯(lián)絡(luò)并且動(dòng)態(tài)監(jiān)控它們之間的穿越功率，實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電機(jī)組功角，并把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到能源管控中心。當(dāng)孤網(wǎng)發(fā)用電平衡被打破時(shí)，首先協(xié)調(diào)多發(fā)電機(jī)組出力，如波動(dòng)較大，發(fā)電機(jī)組響應(yīng)不及時(shí)，快速閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)，確保孤網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)充分利用富余的二次能源，釋放發(fā)電潛能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過多發(fā)電機(jī)組供配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，既能保證用電側(cè)負(fù)荷正常波動(dòng)時(shí)能通過 能源管控中心協(xié)調(diào)控制發(fā)電機(jī)組出力來平衡，又能對超出調(diào)整范圍的較大負(fù)荷變化，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電機(jī)組功角及區(qū)域供配電網(wǎng)和外界供配電電網(wǎng)之間的穿越功率，選擇快速合聯(lián)絡(luò)并網(wǎng)開關(guān)。本發(fā)明不僅有效避免網(wǎng)絡(luò)崩潰，確保孤網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且能充分實(shí)現(xiàn)二次能源的有效利用，最大限度的發(fā)揮發(fā)電機(jī)組的發(fā)電潛能，可實(shí)現(xiàn)每年數(shù)千萬元的經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；圖2是本發(fā)明的控制原理框圖；圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖I和圖2所示，本發(fā)明的一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，包括能源管控中心、區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、外界供配電網(wǎng)絡(luò)、同期聯(lián)絡(luò)變壓器、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)。所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)、主變壓器、區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)，所述發(fā)電機(jī)組通過主變壓器分別與區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)連接，所述發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)設(shè)置在發(fā)電機(jī)組之間并且與能源管控中心連接，用以協(xié)調(diào)各個(gè)發(fā)電機(jī)組出力。所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接，所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器分別與區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接；所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)分別與能源管控中心連接。所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器用以采集區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息，并發(fā)送給包括PLC控制單元的能源管控中心，所述能源管控中心對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果向發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)發(fā)送控制指令。所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組和能源管控中心連接，用以對根據(jù)發(fā)電機(jī)組出力情況實(shí)時(shí)通過控制發(fā)電機(jī)組出力來對供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷進(jìn)行控制；所述發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)和能源管控中心連接，用以對發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行控制來提高發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)和強(qiáng)勵(lì)時(shí)間。圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)電路圖，如圖3所示，本發(fā)明通過供配電網(wǎng)網(wǎng)路重構(gòu)技術(shù)將1#主變、2#主變釋放出來，直接用于區(qū)域供配電網(wǎng)的配電使用。同時(shí)，靠同期聯(lián)絡(luò)變壓器②實(shí)現(xiàn)與外界供配電網(wǎng)的進(jìn)行弱聯(lián)系，聯(lián)絡(luò)開關(guān)①根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況快速響應(yīng)。區(qū)域供配電網(wǎng)和外界供配電網(wǎng)兩個(gè)系統(tǒng)之間的配合原則為半孤網(wǎng)狀態(tài)中當(dāng)發(fā)電機(jī)故障切機(jī)，先啟動(dòng)快速并網(wǎng)操作(通過同期聯(lián)絡(luò)變壓器②保持隨時(shí)同期，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)①)，若并網(wǎng)不成功，則在非常短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行負(fù)荷快切，從而保證整個(gè)改造后的區(qū)域供配電網(wǎng)系統(tǒng)隨時(shí)都能達(dá)到一個(gè)發(fā)用電的平衡。在孤網(wǎng)狀態(tài)下，若發(fā)電機(jī)故障切機(jī)，則馬上啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行負(fù)荷快切，從而保證發(fā)用電的平衡。另外，通過對發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)的改造是為了使機(jī)組適應(yīng)半孤網(wǎng)狀態(tài)及孤網(wǎng)狀態(tài)時(shí)能快速調(diào)整電網(wǎng)頻率，平衡發(fā)用電量，保持同期聯(lián)絡(luò)變壓器②上的穿越功率不超過其保護(hù)定值。本發(fā)明以PLC控制單元為核心、同期聯(lián)絡(luò)變壓器對區(qū)域供配電網(wǎng)強(qiáng)制性拉同期作用為基礎(chǔ)，外界供配電網(wǎng)與區(qū)域供配電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)為保障，發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)為控制切入點(diǎn)和采用IEC61850通訊協(xié)議通過光纖實(shí)現(xiàn)快速通訊的系統(tǒng)技術(shù)集成。本發(fā)明在區(qū)域供配電網(wǎng)和外界供配電網(wǎng)之間設(shè)立一定容量的同期聯(lián)絡(luò)變壓器以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要功能一方面保證區(qū)域供配電網(wǎng)在可控波動(dòng)范圍內(nèi)和外界供配電網(wǎng)的電氣參數(shù)時(shí)時(shí)保持一致。另 一方面動(dòng)態(tài)采集外界供配電網(wǎng)和區(qū)域供配電網(wǎng)之間的穿越功率(大小和方向)，并把采集到的數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)侥茉垂芸刂行摹Ｄ茉垂芸刂行膶⒉杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，如果檢測到穿越功率由外界供配電網(wǎng)流向區(qū)域供配電網(wǎng)且缺額不大時(shí)(小于同期聯(lián)絡(luò)變壓器的容量)，給發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)發(fā)增加出力信號(hào)；當(dāng)檢測到缺額較大時(shí)快速合弱并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。如果檢測到穿透功率由區(qū)域供配電網(wǎng)流向外界供配電網(wǎng)且余額不大時(shí)(小于同期聯(lián)絡(luò)變壓器的容量)，給發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)發(fā)減少出力信號(hào)；當(dāng)檢測到余額較大時(shí)快速合弱并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，從而提高區(qū)域供配電網(wǎng)多機(jī)組發(fā)電的利用率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)區(qū)域供配電網(wǎng)與外界供配電網(wǎng)之間的同步和自動(dòng)并網(wǎng)，并且進(jìn)行科學(xué)合理的邏輯程序判斷，確保了區(qū)域供配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng),其特征是,包括能源管控中心、區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、外界供配電網(wǎng)絡(luò)、同期聯(lián)絡(luò)變壓器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)；所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接，所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器分別與區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)連接；所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)分別與能源管控中心連接；其中，所述同期聯(lián)絡(luò)變壓器用以采集區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和外界供配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息，并發(fā)送給能源管控中心，所述能源管控中心對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析結(jié)果向發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)發(fā)送控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，所述區(qū)域供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)、主變壓器、區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)，所述發(fā)電機(jī)組通過主變壓器分別與區(qū)域供電網(wǎng)和區(qū)域配電網(wǎng)連接，所述發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)設(shè)置在發(fā)電機(jī)組之間并且與能源管控中心連接，用以協(xié)調(diào)各個(gè)發(fā)電機(jī)組出力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，所述能源管控中心包括PLC控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，還包括發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)組負(fù)荷管理控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組和能源管控中心連接，用以對根據(jù)發(fā)電機(jī)組出力情況實(shí)時(shí)通過控制發(fā)電機(jī)組出力來對供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，還包括發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制子系統(tǒng)分別與發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)和能源管控中心連接，用以對發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行控制來提高發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)和強(qiáng)勵(lì)時(shí)間。
全文摘要
一種基于多發(fā)電機(jī)組的供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)，主要解決發(fā)電機(jī)組發(fā)電效能未得到合理釋放的問題，它通過對供配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重新布局，建立了發(fā)電機(jī)組之間的協(xié)同聯(lián)系，同時(shí)，采用同期聯(lián)絡(luò)變壓器建立區(qū)域供配電網(wǎng)和外界供配電電網(wǎng)的弱聯(lián)絡(luò)且動(dòng)態(tài)監(jiān)控它們之間的穿越功率，并把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到能源管控中心進(jìn)行相關(guān)調(diào)控。本發(fā)明既能保證用電側(cè)負(fù)荷正常波動(dòng)時(shí)能通過能源管控中心協(xié)調(diào)控制發(fā)電機(jī)組出力來平衡，又能對超出調(diào)整范圍的較大負(fù)荷變化時(shí)選擇快速合聯(lián)絡(luò)并網(wǎng)開關(guān)。本發(fā)明不僅有效避免網(wǎng)絡(luò)崩潰，確保孤網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且能充分實(shí)現(xiàn)二次能源的有效利用，最大限度的發(fā)揮發(fā)電機(jī)組的發(fā)電潛能。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102664408SQ20121014647
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月12日
發(fā)明者于鈞, 倪守生, 張永護(hù), 徐有芳, 徐蕾, 李勇, 李咸全, 王興強(qiáng), 王興璞, 王文濤, 高忠升 申請人:山東魯冶瑞寶電氣自動(dòng)化有限公司