高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法和系统与流程

专利2025-04-10  21


本发明涉及应急电力系统,具体涉及一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法和系统。


背景技术:

1、高温气冷堆运行过程中,由于其特殊性和对安全性的严格要求,配置的柴油发电机组在失去厂外正常电源后,承担着提供可靠安全电力的重要职责,以确保反应堆能够安全停堆,防止因外部电源系统失效而导致其他重要设备损坏。因此,柴油发电机组需具备高可靠性、稳定性、低维护需求以及快速启动等关键特点。作为应急柴油发电机组速度控制系统中的核心设备,调速器的参数整定对其性能起着至关重要的作用。调速器的参数设定不仅要符合机组的技术要求,还必须确保调速性能的稳定性、灵敏性和可靠性。

2、目前在高温堆应急柴油发电机组同期并网的过程中,因参数整定不当,常常会出现有功功率冲击过高,随后又出现逆功率的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法和系统,以解决如何避免有功功率冲击过高,随后又出现逆功率的现象。

2、第一方面,本发明提供了一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法,方法包括:获取电网状态信息以及电网频率信息;所述电网状态信息用于指示电网中电力系统的运行状况是否稳定;

3、根据不同的电网状态信息,基于droop控制原理,利用电网频率信息分别设定不同电网状态下的柴油发电机调速器参数。

4、本发明实施例根据实际电网工况,通过实时监控电网频率,动态调整调速器参数,确保发电机在并网瞬间与电网的功率需求精确匹配,减少功率冲击,也避免由于频率波动导致的逆功率现象,本实施例优化后的调速器参数使发电机在并网时更加平稳,减少对电网的冲击,从而提高整个电力系统的稳定性。

5、在一种可选的实施方式中,所述电网状态信息为稳定状态或者为非稳定状态;所述电网频率信息为电网频率的稳定值或者电网频率的浮动范围,所述根据不同的电网状态信息,基于droop控制原理,利用电网频率信息分别计算不同电网状态下的柴油发电机调速器参数,具体包括:

6、当所述电网状态信息为稳定状态时,根据电网频率的稳定值并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的机组自动带载功率;其中,同期并网表征发电机与电网同步连接的过程;

7、当所述电网状态信息为非稳定状态时,根据所述电网频率的浮动范围并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的调差系数。

8、本发明实施例当电网处于稳定状态时,电网频率相对稳定,通过设定调速器的机组自动带载功率,可以确保发电机在并网时能够自动承担一定的负荷,进而有效避免由于并网时负荷不匹配导致的功率波动,当电网状态不稳定时,电网频率可能会出现波动,此时通过调节调差系数,可以使发电机的输出功率随频率的波动进行相应的调整,当频率变化时,发电机能够跟随频率的变化而快速响应,避免由于频率波动而导致的逆功率现象。

9、在一种可选的实施方式中,所述当所述电网状态信息为稳定状态时,根据电网频率的稳定值并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的机组自动带载功率,具体包括:

10、根据电网频率的稳定值确定发电机的预设转速;

11、获取在droop控制模式下的当前发电机速度设定曲线以及第一发电机转速,其中,所述发电机速度设定曲线对应的横坐标表示电网负载功率,纵坐标表示发电机转速;所述第一发电机转速表征在电网负载功率为零时,所述发电机速度设定曲线上对应的发电机转速;

12、保持当前发电机速度设定曲线的斜率不变,根据预设功率持续调整所述第一发电机转速直至达到第二发电机转速为止,其中,所述第二发电机转速对应的发电机速度设定曲线上,所述预设功率对应的发电机转速为所述预设转速;

13、基于所述第二发电机转速确定同期并网时调速器参数中的机组自动带载功率。

14、本发明实施例通过根据电网频率的稳定值确定发电机的预设转速,获取在droop控制模式下的当前发电机速度设定曲线以及第一发电机转速,保持当前发电机速度设定曲线的斜率不变,根据预设功率持续调整第一发电机转速直至达到第二发电机转速为止,以调整发电机转速和机组自动带载功率,能够在同步并网的初始时刻有效降低有功功率的冲击,避免发电机或柴油机因突然的大负荷而产生不稳定现象,进而使得电网系统能够平稳地运行在新的平衡点。

15、在一种可选的实施方式中,所述根据电网频率的稳定值确定发电机的预设转速,具体包括:

16、获取发电机自身的极对数;

17、将所述电网频率的稳定值以及发电机自身的极对数代入转速计算公式进行计算,得到发电机的预设转速;所述转速计算公式为:

18、

19、其中,n表示预设转速,f表示电网频率的稳定值,p为发电机自身的极对数。

20、本发明实施例通过计算发电机的预设转速,可以使发电机的输出电能与电网频率保持同步,避免电能输出与电网频率不匹配的情况,为调速器参数中的自动带载功率的计算提供数据基础。

21、在一种可选的实施方式中,所述当所述电网状态信息为非稳定状态时,根据所述电网频率的浮动范围并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的调差系数,具体包括:

22、获取在droop控制模式下的当前发电机速度设定曲线;其中,所述发电机速度设定曲线对应的横坐标表示电网负载功率,纵坐标表示发电机转速;

23、确定所述发电机速度设定曲线的第一调差系数,所述第一调差系数表征在同期并网时所述发电机速度设定曲线的斜率;

24、获取电网频率的浮动范围中的目标电网频率值,所述目标电网频率值表征电网频率上升时的频率值;

25、根据目标电网频率值确定发电机的目标发动机转速;

26、根据所述目标发动机转速确定在所述发电机速度设定曲线上对应的目标电网负载功率;

27、当所述目标电网负载功率为负值时,则持续增加所述第一调差系数直至达到第二调差系数为止,其中,在所述第二调差系数对应的发电机速度设定曲线上,所述目标发动机转速对应的电网负载功率为预设标准电网负载功率;

28、将所述第二调差系数确定同期并网时调速器参数中的调差系数。

29、本发明实施例获取在droop控制模式下的当前发电机速度设定曲线,获取电网频率的浮动范围中的目标电网频率值,来确定发电机的目标发动机转速,进而确定在发电机速度设定曲线上对应的目标电网负载功率,一旦确定出目标电网负载功率为负值时,就持续增加第一调差系数直至达到第二调差系数为止,通过自动调整调速器的调差系数,可以有效适应电网频率变化,避免逆功率问题,确保柴油发电机组同期并网后平稳运行。

30、在一种可选的实施方式中,所述方法还包括:

31、当所述目标电网负载功率为正值时,则判断所述目标电网负载功率是否高于预设标准电网负载功率;

32、若是,持续降低所述第一调差系数直至达到第二调差系数为止,其中,在所述第二调差系数对应的发电机速度设定曲线上,所述目标发动机转速对应的电网负载功率为预设标准电网负载功率。

33、本发明实施例中当所述目标电网负载功率为正值时,若目标电网负载功率高于预设标准电网负载功率,通过减少调差系数来减少功率输出,以确保发电机的功率输出不会超过预设的标准负载功率,从而保证电网的稳定运行。

34、第二方面,本发明提供了一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整系统,上述系统包括:

35、数据获取模块,用于获取电网状态信息以及电网频率信息;所述电网状态信息用于指示电网中电力系统的运行状况是否稳定;

36、参数控制模块,用于根据不同的电网状态信息,基于droop控制原理,利用电网频率信息分别设定不同电网状态下的柴油发电机调速器参数。

37、第三方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,存储器和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机指令,处理器通过执行计算机指令,从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法。

38、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法。

39、第五方面,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法。


技术特征:

1.一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电网状态信息为稳定状态或者为非稳定状态;所述电网频率信息为电网频率的稳定值或者电网频率的浮动范围,所述根据不同的电网状态信息,基于droop控制原理,利用电网频率信息分别计算不同电网状态下的柴油发电机调速器参数,具体包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述当所述电网状态信息为稳定状态时,根据电网频率的稳定值并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的机组自动带载功率,具体包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据电网频率的稳定值确定发电机的预设转速,具体包括:

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述当所述电网状态信息为非稳定状态时,根据所述电网频率的浮动范围并利用droop控制原理,设定同期并网时调速器参数中的调差系数,具体包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整系统,其特征在于,所述系统包括:

8.一种计算机设备,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-6中任一项所述的高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-6中任一项所述的高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法。


技术总结
本发明涉及应急电力系统技术领域,公开了一种高温气冷堆应急柴油发电机调速器参数调整方法和系统,本发明获取电网状态信息以及电网频率信息;电网状态信息用于指示电网中电力系统的运行状况是否稳定;根据不同的电网状态信息,基于Droop控制原理,利用电网频率信息分别设定不同电网状态下的柴油发电机调速器参数。通过实时监控电网频率,动态调整调速器参数,确保发电机在并网瞬间与电网的功率需求精确匹配,减少功率冲击,也避免由于频率波动导致的逆功率现象,从而提高整个电力系统的稳定性。

技术研发人员:李震,王赛,邓玉帆,林罗波,于洋,黄鹏,邢艳平,郭仕伟
受保护的技术使用者:华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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