NextMove PCI PCI001-512 / 3 Axis Control Card
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隨著*提出大力發(fā)展清潔能源的建設并為激勵農村和邊遠山區(qū)的進一步發(fā)展，國家對小水電事業(yè)給予越來越多的關注。我國的小型水電站在近20年得到了極為迅速的發(fā)展，其中以萬千瓦以下的小型水電站居多。對這些小型水電站的監(jiān)控保護和自動控制也顯得尤為重要。本文主要講述了三菱FX2N系列PLC在水電站有功調節(jié)中的應用。
水電站的有功調節(jié)通常是通過調速器實現的，但當水輪機組并入電網運行時，對于單臺發(fā)電機來說轉速反饋幾乎不起作用。近年來，隨著自動發(fā)電控制(AGC)的需要，有功功率在控制系統(tǒng)中的調節(jié)品質已成為當前電力系統(tǒng)自動化領域的突出問題。
2 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)中控制的兩臺水輪發(fā)電機型號為SFW2500-10/1730、6.3kV/286A。本系統(tǒng)采用分層分布式布局，配置如圖1所示。主要由2個機組監(jiān)控屏、發(fā)電機保護屏、公用監(jiān)控屏、主編線路保護屏和電量屏構成。通訊采用高速以太網與上級調度、操作員工作站進行通訊。其中公用監(jiān)控屏由可編程控制器(由三菱FX2N-80MR和2個FX0N-16EX擴展模塊組成)、自動準同期裝置、觸摸屏、電力測控儀和逆變電源組成，在公用監(jiān)控屏中實現對發(fā)電機的有功調節(jié)。
圖1 系統(tǒng)配置圖
3 控制要求
在電力系統(tǒng)中，頻率與電壓是電能的2個主要質量指標，電力系統(tǒng)中的頻率變化的主要原因是由于有功功率不平衡引起的。系統(tǒng)的負荷經常發(fā)生變化，要保持系統(tǒng)的頻率為額定值，就必須使發(fā)送的功率不斷跟隨著負荷的變動，時刻保持整個系統(tǒng)有功功率的平衡。否則，系統(tǒng)的頻率就會大起大落，保證不了電能的質量，甚至會造成事故與損失。
當負荷吸取的有功功率下降時，頻率增高;當負荷吸取的有功功率增高時，頻率降低，即負荷調節(jié)效應。由于負荷調節(jié)效應的存在，當電力系統(tǒng)中因功率平衡破壞而引起頻率變化時，負荷功率隨之的變化引起補償作用。如系統(tǒng)中因有功功率缺額而引起頻率下降時，相應的負荷功率也隨之減小，能補償一些有功功率缺額，有可能使系統(tǒng)穩(wěn)定在一個較低的頻率上運行。如果沒有負荷調節(jié)效應，當出現有功功率缺額系統(tǒng)頻率下降時，功率缺額無法得到補償，就不會達到新的有功功率平衡，頻率會一直下降，直到系統(tǒng)瓦解為止。
頻率和有功功率自動調節(jié)的方法主要有:
(1) 利用機組調速器的調節(jié)特性進行調頻;
(2) 根據頻率瞬時偏差，按比例分配負荷，構成虛有差調節(jié)頻率和負荷的方法;
(3) 按頻率積分偏差調節(jié)頻率，滿足“等微增率”原則分配負荷;
(4) 按給定負荷曲線調節(jié)有功功率(本文所介紹的是按給定負荷曲線調節(jié)有功功率)。
電站的調節(jié)系統(tǒng)應該使總功率等于負荷曲線給定的功率。而機組之間則按“等微增率”原則經濟分配負荷。如果系統(tǒng)頻率偏差不超過調頻電站所能補償的范圍，則調功電站的調節(jié)系統(tǒng)對頻率偏差不應作出任何響應。如果系統(tǒng)運行工況發(fā)生了變化，出現了較大的頻率偏差則調頻電站無力*補償偏差值，那么調功電站的自動調節(jié)裝置應該作用于各臺機組的調速器，使之改變各臺機組的有功出力來幫助恢復系統(tǒng)頻率。
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