專利名稱：一種發電機組自動并車控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及機電自動化技術領域，具體地說更涉及一種發電機組自動并車控制方法及系統。
背景技術：
隨著現代電子及電氣技術的飛速發展，在大型電氣化系統中，例如船舶領域，船上的半導體器件及用電設備逐漸增多，這就對電能的質與量的需求日益增加，因此，對電站發電機組的自動化要求也在不斷提高。船舶電站發電機組自動化的主要要求是保證連續的保質供電及合理的分配電能。因為電能一方面要滿足船上用電負荷的不斷變化，保證電網頻率和電壓的穩定；另一方面還要充分考慮電能使用的經濟性和利用率。發電機組的自動并車控制作為電站發電機組自動化控制系統中一個最基本和最關鍵的功能，其在保證電能質量、連續性及合理分配起著至關重要的作用。通常發電機組自動并車控制就是通過檢測待并發電機組與電網的電壓差、頻差和相位差，當三要素同時滿足并車條件時，發出合閘指令，實現并車操作。船用三相同步發電機并車時，待并發電機組與運行發電機組(電網)之間必須滿足如下條件1、待并發電機組電壓U2與運行發電機(電網)電壓Ul相等，即U2 ^ U1。2、待并發電機組頻率f2與運行發電機(電網)頻率fl相等，即f2 ^ H。3、待并發電機組相位δ 2與運行發電機(電網)相位δ I相等，即δ 2 ^ 5 1。實際運行中很難實現上面的理想條件，因此，標準的要求為電壓差不大于電網額定電壓的10%，頻率差在+0. 5Hz以內，相位差控制在±10°以內。滿足上述條件后，可以基本認為發電機組并聯時不會產生很大的沖擊電流，并且合閘后發電機組能迅速拉入同步運行，不致產生任何不良后果。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。而硬件電路的設計需要先假設待并機組、電網的頻率及主開關合閘延時時間，并由此計算固定的越前時間值來整定相關硬件檢測設備，根據捕捉到的脈寬寬度決定是否發出允許合閘指令。但是硬件電路的時間常數等受Re值制約，因此硬件設備的調整過程較為繁瑣且效率不高，且對于電網頻率的實際波動無法應變。
發明內容
本發明實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備制約的不足，而提出一種發電機組自動并車控制方法及系統，使待并車發電機組的并車控制更靈活，合閘更準確。 為了達到上述發明目的，本發明實施例提出的一種發電機組自動并車控制方法是通過以下技術方案實現的
一種發電機組自動并車控制方法，所述方法包括S101.讀取實時待并機組及電網的電壓幅值和頻率，計算待并機組與電網的電壓
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后，繼續SlOl和S102，直至待并機組與電網的電壓差和頻率差滿足并車條件；S103.根據經方波轉換得到的待并機組及電網的實時電壓正弦波，得到兩列波的相位差；S104.根據當前的待并機組和電網的頻率及預先設定的合閘總計延時tk，計算越前時間tz ；
S105.讀取實時檢測的待并機組及電網的上升沿時間差At，若滿足I At-tk|
<ε，發出合閘指令，其中ε為預先設定的脈寬時間比較限值，若否，判斷當前比較次數是否不小于預先設定的脈寬檢測次數限值N，若是，返回執行SlOl和S102，若否，重新執行本步驟。進一步優選地，所述兩列波的相位差由兩方波信號上升沿的時間差參照公式Θ= WXAt差換算得到，其中，Λ t為從電網電壓方波上升沿觸發到待并機組電壓方波上升沿觸發的時間間隔，w為電網電壓角頻率。進一步優選地，所述越前時間為待并機組電壓相位滯后于電網電壓的時間。進一步優選地，所述越前時間的計算公式為
權利要求
1.一種發電機組自動并車控制方法，其特征在于，所述方法包括 5101.讀取實時待并機組及電網的電壓幅值和頻率，計算待并機組與電網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后，繼續SlOl和S102，直至待并機組與電網的電壓差和頻率差滿足并車條件； 5103.根據經方波轉換得到的待并機組及電網的實時電壓正弦波，得到兩列波的相位差; 5104.根據當前的待并機組和電網的頻率及預先設定的合閘總計延時tk，計算越前時間tz ； 5105.讀取實時檢測的待并機組及電網的上升沿時間差At，若滿足IAt-tk| < B，發出合閘指令，其中ε為預先設定的脈寬時間比較限值，若否，判斷當前比較次數是否不小于預先設定的脈寬檢測次數限值N，若是，返回執行SlOl和S102，若否，重新執行本步驟。
2.如權利要求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間差參照公式Θ = wX At差換算得到，其中，At為從電網電壓方波上升沿觸發到待并機組電壓方波上升沿觸發的時間間隔，w為電網電壓角頻率。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述越前時間為待并機組電壓相位滯后于電網電壓的時間。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述越前時間的計算公式為
5.如權利要求1至4任意一項所述的方法，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，若未成功則進行報警的步驟。
6.一種發電機組自動并車控制系統，其特征在于，所述系統包括 電壓頻率模塊，用來讀取實時待并機組及電網的電壓幅值和頻率，計算待并機組與電網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后，繼續讀取和計算操作，直至待并機組與電網的電壓差和頻率差滿足并車條件；相位差模塊，用來根據經方波轉換得到的待并機組及電網的實時電壓正弦波，得到兩列波的相位差； 時間模塊，用來根據當前的待并機組和電網的頻率及預先設定的合閘總計延時tk，計算越前時間tz ； 合閘指令模塊，用來讀取實時檢測的待并機組及電網的上升沿時間差At，判斷是否滿足|At_tk| < ε，若滿足，則發出合閘指令，其中ε為預先設定的脈寬時間比較限值；循環執行模塊，用來當|At_tk| < ε不滿足時，判斷當前比較次數是否不小于預先設定的脈寬檢測次數限值N，若是，指令返回電壓頻率模塊的執行，若否，指令繼續合閘指令模塊的執行。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括 設定模塊，用來設定合閘總計延時tk，脈寬時間比較限值ε及脈寬檢測次數限值N。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述系統還包括反饋模塊，用來讀取合閘反饋，判斷合閘是否成功。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述系統還包括報警模塊，用來當反饋模塊判斷本次并車不成功時，發出報警信號。
全文摘要
本發明實施例公開了一種發電機組自動并車控制方法及系統，用于機電自動化領域。本發明實施例根據當前實時的待并車機組與電網的頻率差、相位差及其變化趨勢，并考慮主開關合閘延時及程序執行時間等延時，采用自動并車方法動態計算出合閘指令發出時的越前時間，應用高精度計數器捕捉待并機組與電網的相位差時間，當捕捉到該時間差值時，發出合閘指令，以保證實際合閘時間即相位差為零的時刻，具有控制更靈活，合閘更準確的優點。
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 優先權日2011年10月18日
發明者費翔, 時佳慧, 張凱杰, 張敏, 張歡仁, 李勇 申請人:上海船舶運輸科學研究所