本发明公开了一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法与系统，在当前机组运行时，实时获取机组出线回路上所有出线开关位置状态以及本机转速信息，若任一出线开关在分闸位置，且本机转速变化异常，则判断本机出线异常中断，进一步判断当前机组是否在并网运行状态，如果是，则当前机组执行机组甩负荷跳闸；同时，判断当前处在分闸位置的出线开关是否为多台机组共用的出线开关，如果是，则生成联跳其它机组信号，通过通信方式发送给该出线开关共用的其它机组；其它机组接收到上述联跳其它机组信号后，如果其自身机组是在并网运行状态，则执行机组甩负荷跳闸。本发明不需增加任何额外硬件，可实现出线线路异常中断时，相应机组同时迅速跳闸。
1.一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法，其特征在于，包括步骤：
在当前机组并网运行时，实时获取机组出线回路上所有出线开关位置状态以及本机转速信息，若机组出线回路上任一出线开关在分闸位置，且本机转速变化异常，则判断本机出线异常中断，进一步判断当前机组是否在并网运行状态，如果是，则当前机组执行机组甩负荷跳闸；同时，判断当前处在分闸位置的出线开关是否为多台机组共用的出线开关，如果是，则生成联跳其它机组信号，将该联跳其它机组信号通过通信方式发送给该出线开关共用的其它机组；
其它机组接收到上述联跳其它机组信号后，判断其自身机组是否在并网运行状态，如果是则立即执行机组甩负荷跳闸；
判断本机转速变化是否异常的步骤是：接收两路齿盘测速信号，若两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值或低于低设定值，则判断本机转速变化异常。
2.一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，每一个机组上均设有机组甩负荷触发模块，所述机组甩负荷触发模块包括：出线开关位置状态判断模块，用于接收并判断机组出线开关位置状态；
本机转速变化判断模块，用于判断机组转速的变化情况；
本机出线异常中断判断模块，用于接收机组转速变化判断信号和机组出线开关位置状态信号，判断机组并网运行时出线是否发生异常中断情况；
本机并网运行状态判断模块，用于判断机组是否处于并网运行状态；
出线中断联跳本机判断模块，用于接收本机并网运行状态信号和本机出线异常中断状态信号，发出机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号；
本机联跳其它机组信号生成发送模块，用于接收机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号和机组出线开关位置状态信号，根据机组出线开关位置状态信号判断需要向其它哪些机组发送联跳信号，通过通信方式向相关机组发出联跳信号；
其它机组因出线中断跳闸判断模块，用于接收并判断其它机组发送过来的因出线异常中断联跳本机信号；
其它机组联跳本机判断模块，用于接收本机并网运行状态信号和其它机组因出线异常中断联跳本机信号，发出机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号；
本机甩负荷跳闸执行模块，用于接收从出线中断联跳本机判断模块和其它机组联跳本机判断模块发送过来的机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号，执行机组甩负荷跳闸流程。
3.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，出线开关位置状态判断模块判别策略为：接收机组出线回路上所有出线开关的“合”和“分”位置状态信号，当出线开关“合”位置状态信号为0且“分”位置状态信号为1时，得到并发出“出线开关在分闸位置”判断信号；
本机转速变化判断模块接收两路齿盘测速信号，判别策略为：当两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值或低于低设定值时，得到并发出“本机转速变化异常”判断信号。
4.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，本机出线异常中断判断模块判别策略为：当机组出线回路上任一开关在分闸位置且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号。
5.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，本机并网运行状态判断模块判别策略为：当机组GCB和换相刀闸均在合闸位置时，得到并发出“本机在并网运行状态”判断信号。
6.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，出线中断联跳本机判断模块判别策略为：当本机在并网运行状态且本机出线异常中断时，得到并发出“本机因出线中断跳闸”信号。
7.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，本机联跳其它机组信号生成发送模块判别策略为：当异常中断的出线开关为多台机组共用的开关时，本机得到“本机因出线中断跳闸”信号后，生成“本机联跳其它机组”信号发送给出线开关共用的其它机组；
其它机组因出线中断跳闸判断模块判别策略为：当收到任一其它机组因出线中断联跳本机信号后，得到并发出“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号。
8.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，其它机组联跳本机判断模块判别策略为：当本机在并网运行状态且收到“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号时，得到并发出“其它机组联跳本机”跳闸信号。
9.根据权利要求2所述的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，其特征在于，本机甩负荷跳闸执行模块判别策略为：当收到“本机因出线中断跳闸”信号或“其它机组联跳本机”跳闸信号时，得到并发出“本机因出线异常中断跳闸”信号，立即触发执行机组甩负荷跳闸流程，进行断开GCB、停止励磁、关闭导叶、关闭主进水阀等操作。
一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法与系统
技术领域
[0001] 本发明涉及抽水蓄能机组控制研究领域，特别涉及一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法与系统。
背景技术
[0002] 传统的抽水蓄能电站一般均会建设至少两条出线线路，但也有部分电站由于电网特点及建设投资成本等原因，全厂仅有一条出线线路与电网相连。在这种情况下，存在出线线路跳闸导致多台并网运行机组甩负荷跳闸的概率。
[0003] 抽水蓄能机组调节保证计算表明，若多台机组在并网运行，当仅有的一条出线线路异常中断时，如果各台机组不同步延时甩负荷跳闸，在某些特定情况下尾水管将产生负压，可能产生水柱分离现象，严重危及水道安全。为避免发生这种恶劣的情况发生，当单出线异常中断时，需要在1s左右尽快切除运行中的所有机组，避免机组延时陆续甩负荷。因此必须研究设计一套多机甩负荷安全控制策略，确保多机同时甩负荷的速动性、同步性和可靠性。
[0004] 要实现出线线路异常中断时所有机组同时、迅速跳闸的功能，传统的方式是增加安稳联切装置，由该装置判断线路中电气量的变化，通过硬布线联跳所有机组，如图1所示。
[0005] 但这种方式存在以下几点不足：
[0006] (1)需要额外增加硬件设备和回路，增加投资成本；
[0007] (2)对硬件设备需定期维护检验，增加维护成本；
[0008] (3)装置故障误动可能造成多台机组同时误甩负荷事故，增加机组和电网安全风险。
[0009] 为此，寻找一种既能解决以上几点不足，又能实现出线线路异常中断时所有机组快速、同时跳闸功能的单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法与系统，具有重要研究意义和实用价值。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法与系统。本发明在不增加任何额外硬件设备的情况下，采用“各台机组自主判断、机组之间联动跳闸”的方式实现了出线线路异常中断时所有并网运行机组同时迅速跳闸的功能。
[0011] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法，包括步骤：
[0012] 在当前机组并网运行时，实时获取机组出线回路上所有出线开关位置状态以及本机转速信息，若机组出线回路上任一出线开关在分闸位置，且本机转速变化异常，则判断本机出线异常中断，进一步判断当前机组是否在并网运行状态，如果是，则当前机组执行机组甩负荷跳闸；同时，判断当前处在分闸位置的出线开关是否为多台机组共用的出线开关，如果是，则生成联跳其它机组信号，将该联跳其它机组信号通过通信方式发送给该出线开关共用的其它机组；
[0013] 其它机组接收到上述联跳其它机组信号后，判断其自身机组是否在并网运行状态，如果是则立即执行机组甩负荷跳闸。
[0014] 优选的，判断本机转速变化是否异常的步骤是：接收两路齿盘测速信号，若两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值(如101％额定转速)或低于低设定值(如99％额定转速)，则判断本机转速变化异常。
[0015] 一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，每一个机组上均设有机组甩负荷触发模块，所述机组甩负荷触发模块包括：
[0016] 出线开关位置状态判断模块，用于接收并判断机组出线开关位置状态；
[0017] 本机转速变化判断模块，用于判断机组转速的变化情况；
[0018] 本机出线异常中断判断模块，用于接收机组转速变化判断信号和机组出线开关位置状态信号，判断机组并网运行时出线是否发生异常中断情况；
[0019] 本机并网运行状态判断模块，用于判断机组是否处于并网运行状态；
[0020] 出线中断联跳本机判断模块，用于接收本机并网运行状态信号和本机出线异常中断状态信号，发出机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号；
[0021] 本机联跳其它机组信号生成发送模块，用于接收机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号和机组出线开关位置状态信号，根据机组出线开关位置状态信号判断需要向其它哪些机组发送联跳信号，通过通信方式向相关机组发出联跳信号；
[0022] 其它机组因出线中断跳闸判断模块，用于接收并判断其它机组发送过来的因出线异常中断联跳本机信号；
[0023] 其它机组联跳本机判断模块，用于接收本机并网运行状态信号和其它机组因出线异常中断联跳本机信号，发出机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号；
[0024] 本机甩负荷跳闸执行模块，用于接收从出线中断联跳本机判断模块和其它机组联跳本机判断模块发送过来的机组因出线异常中断甩负荷跳闸信号，执行机组甩负荷跳闸流程。
[0025] 优选的，出线开关位置状态判断模块判别策略为：接收机组出线回路上所有出线开关的“合”和“分”位置状态信号，当出线开关“合”位置状态信号为0且“分”位置状态信号为1时，得到并发出“出线开关在分闸位置”判断信号。
[0026] 优选的，本机转速变化判断模块接收两路齿盘测速信号，判别策略为：当两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值(如101％额定转速)或低于低设定值(如99％额定转速)时，得到并发出“本机转速变化异常”判断信号。
[0027] 优选的，本机出线异常中断判断模块判别策略为：当机组出线回路上任一开关在分闸位置且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号。
[0028] 优选的，本机并网运行状态判断模块判别策略为：当机组GCB和换相刀闸均在合闸位置时，得到并发出“本机在并网运行状态”判断信号。
[0029] 优选的，出线中断联跳本机判断模块判别策略为：当本机在并网运行状态且本机出线异常中断时，得到并发出“本机因出线中断跳闸”信号。
[0030] 优选的，本机联跳其它机组信号生成发送模块判别策略为：当异常中断的出线开关为多台机组共用的开关时，本机得到“本机因出线中断跳闸”信号后，生成“本机联跳其它机组”信号发送给出线开关共用的其它机组。
[0031] 优选的，其它机组因出线中断跳闸判断模块判别策略为：当收到任一其它机组因出线中断联跳本机信号后，得到并发出“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号。
[0032] 优选的，其它机组联跳本机判断模块判别策略为：当本机在并网运行状态且收到“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号时，得到并发出“其它机组联跳本机”跳闸信号。
[0033] 优选的，本机甩负荷跳闸执行模块判别策略为：当收到“本机因出线中断跳闸”信号或“其它机组联跳本机”跳闸信号时，得到并发出“本机因出线异常中断跳闸”信号，立即触发执行机组甩负荷跳闸流程，进行断开GCB、停止励磁、关闭导叶、关闭主进水阀等操作。
[0034] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0035] 1、本发明采用“各台机组自主判断、机组之间联动跳闸”的方式实现了多台机组在出线异常中断情况下甩负荷跳闸的速动性、同步性和可靠性，且完全由软件编程实现，无需增加任何额外硬件设备。
[0036] 2、相比增加一套安稳联切装置同时联跳多台机组的传统方式，本发明由于采取各台机组自主判断跳闸的方式，避免了在安稳联切装置故障时误跳多台机组的情况发生。
附图说明
[0037] 图1是现有技术中安稳联切装置联跳机组示意图。
[0038] 图2是本实施例中单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统示意图。
[0039] 图3是本实施例中抽水蓄能电站机组出线回路示意图。
[0040] 图4是本实施例中开关位置状态判断模块判别策略示意图。
[0041] 图5是本实施例中本机转速变化判断模块判别策略示意图。
[0042] 图6(a)、(b)是本实施例中对应于图3两个出线分支的本机出线异常中断判断模块判别策略示意图。
[0043] 图7是本实施例中本机并网运行状态判断模块判别策略示意图。
[0044] 图8是本实施例中出线中断联跳本机判断模块判别策略示意图。
[0045] 图9是本实施例中本机联跳其它机组信号生成发送模块判别策略示意图。
[0046] 图10是本实施例中其它机组因出线中断跳闸判断模块判别策略示意图。
[0047] 图11是本实施例中其它机组联跳本机判断模块判别策略示意图。
[0048] 图12是本实施例中本机甩负荷跳闸执行模块判别策略示意图。
[0049] 图13是本实施例方法的流程示意图。
具体实施方式
[0050] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0051] 实施例
[0052] 本发明所述机组是指抽水蓄能发电机组，包括发电电动机、水泵水轮机、监控系统等，本发明方案完全由监控系统程序软件实现。参见图13，本实施例一种单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发方法，包括步骤：
[0053] S1、分别在各台机组LCU程序中设置出线开关位置状态判断模块，对机组出线回路上所有开关位置状态进行判断。当开关“合”位置状态信号为0且“分”位置状态信号为1时，得到并发出“出线开关在分闸位置”判断信号。
[0054] S2、对机组转速变化情况进行判断。本机转速变化判断模块接收两路齿盘测速信号，当两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值(如101％额定转速)或低于低设定值(如99％额定转速)时，得到并发出“本机转速变化异常”判断信号。
[0055] S3、当机组出线回路上任一开关在分闸位置且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号。
[0056] S4、对机组是否在并网运行进行判断。当机组GCB和换相刀闸均在合闸位置时，得到并发出“本机在并网运行状态”判断信号。
[0057] S5、当本机在并网运行状态且本机出线异常中断时，得到并发出“本机因出线中断跳闸”信号。同时执行步骤S6和S8。
[0058] S6、当异常中断的出线开关为多台机组共用的开关时，本机得到“本机因出线中断跳闸”信号后，生成“本机联跳其它机组”信号，并通过通信方式发送给出线开关共用的其它机组。
[0059] S7、在运行过程中，接收其他机组发来的联跳信号。当收到任一其它机组因出线中断联跳本机信号后，如果本机处于并网运行状态，则发出“其它机组联跳本机”跳闸信号，执行步骤S8。
[0060] S8、立即触发执行机组甩负荷跳闸流程，进行断开GCB、停止励磁、关闭导叶、关闭主进水阀等操作。
[0061] 如图2所示，本实施例单出线抽水蓄能电站多机甩负荷同步触发系统，包括多个机组甩负荷触发系统。每个机组甩负荷触发系统包括出线开关位置状态判断模块、本机转速变化判断模块、本机出线异常中断判断模块、本机并网运行状态判断模块、出线中断联跳本机判断模块、本机联跳其它机组信号生成发送模块、其它机组因出线中断跳闸判断模块、其它机组联跳本机判断模块、本机甩负荷跳闸执行模块。上述各个模块均通过软件编程实现，对应于相应的方法步骤。下面结合附图对各个模块的具体功能进行详细说明。
[0062] 图3是单出线抽水蓄能电站机组出线回路示意图。机组1和机组2均通过出线开关1和出线开关2与电网相连，机组3和机组4均通过出线开关1和出线开关3与电网相连。当机组并网运行时，其GCB和换相刀闸均在合闸位置。当出线开关1分闸时，所有机组均无法与电网相连；当仅出线开关2分闸时，机组1和机组2无法与电网相连；当仅出线开关3分闸时，机组3和机组4无法与电网相连。
[0063] 本实施例中，出线开关位置状态判断模块用于对机组出线回路上所有开关位置状态进行判断。如图4所示，该模块的判别策略为：接收机组出线回路上所有开关的“合”和“分”位置状态信号，当开关“合”位置状态信号为0且“分”位置状态信号为1时，得到并发出“出线开关在分闸位置”判断信号。
[0064] 本实施例中，本机转速变化判断模块用于接收两路齿盘测速信号并对机组转速变化情况进行判断。如图5所示，该模块的判别策略为：当两路齿盘测速信号中任一转速高于高设定值(如101％额定转速)或低于低设定值(如99％额定转速)时，得到并发出“本机转速变化异常”判断信号。
[0065] 本实施例中，本机出线异常中断判断模块用于对机组并网运行时出线是否异常中断进行判断。如图6所示，该模块的判别策略为：当机组出线回路上任一开关在分闸位置且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号。参考图3所示出线回路，图6(a)中，对于机组1和机组2来说，当出线开关1或出线开关2在分闸位置，且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号；图6(b)中，对于机组3和机组4来说，当出线开关1或出线开关3在分闸位置，且本机转速变化异常时，得到并发出“本机出线异常中断”判断信号。
[0066] 本实施例中，本机并网运行状态判断模块用于对机组是否在并网运行进行判断。如图7所示，该模块的判别策略为：当机组GCB和换相刀闸均在合闸位置时，得到并发出“本机在并网运行状态”判断信号。
[0067] 本实施例中，出线中断联跳本机判断模块用于对机组是否须因出线中断触发跳闸进行判断。如图8所示，该模块的判别策略为：当本机在并网运行状态且本机出线异常中断时，得到并发出“本机因出线中断跳闸”信号。
[0068] 本实施例中，本机联跳其它机组信号生成发送模块用于生成并发送“本机联跳其它机组”信号给相关机组。图9为机组1联跳其它机组逻辑示意图。该模块的判别策略为：当异常中断的出线开关为多台机组共用的开关时，本机得到“本机因出线中断跳闸”信号后，生成“本机联跳其它机组”信号通过通信方式发送给出线开关共用的其它机组。参考图3所示出线回路，当机组1得到因出线中断联跳其它机组信号后，如果异常分闸的是出线开关1，则机组1立即将联跳信号发送给其它三台机组；如果异常分闸的是出线开关2，则机组立即将联跳信号发送给机组2。
[0069] 本实施例中，其它机组因出线中断跳闸判断模块用于接收其它机组发送过来的联跳信号并发出“其它机组因出线中断联跳本机”信号。如图10所示，该模块的判别策略为：当收到任一其它机组因出线中断联跳本机信号后，得到并发出“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号。
[0070] 本实施例中，其它机组联跳本机判断模块用于判断是否须发出“其它机组联跳本机”跳闸信号。如图11所示，该模块的判别策略为：当本机在并网运行状态且收到“其它机组因出线中断联跳本机”判断信号时，得到并发出“其它机组联跳本机”跳闸信号。
[0071] 本实施例中，本机甩负荷跳闸执行模块用于执行机组甩负荷跳闸流程。如图12所示，该模块的判别策略为：当收到“本机因出线中断跳闸”信号或“其它机组联跳本机”跳闸信号时，得到并发出“本机因出线异常中断跳闸”信号，立即触发执行机组甩负荷跳闸流程，进行断开GCB、停止励磁、关闭导叶、关闭主进水阀等操作。
[0072] 可通过各种手段实施本发明描述的技术。举例来说，这些技术可实施在硬件、固件、软件或其组合中。对于硬件实施方案，处理模块可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、电子装置、其他经设计以执行本发明所描述的功能的电子单元或其组合内。
[0073] 对于固件和/或软件实施方案，可用执行本文描述的功能的模块(例如，过程、步骤、流程等)来实施所述技术。固件和/或软件代码可存储在存储器中并由处理器执行。存储器可实施在处理器内或处理器外部。
[0074] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0075] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
