火電廠高壓變頻器控制器的低電壓穿越閉環(huán)仿真測(cè)試方法
【專利說明】火電廠高壓變頻器控制器的低電壓穿越閉環(huán)仿真測(cè)試方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種火電廠高壓變頻器控制器的低電壓穿越閉環(huán)仿真測(cè)試方法，屬火電廠高壓變頻器仿真測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]
近年來，因重要輔機(jī)低壓跳閘引起的事故停爐，在全國(guó)范圍內(nèi)的火電廠中時(shí)有發(fā)生。國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于火電廠一類輔機(jī)的定義是短時(shí)(小于5s)中斷供電將會(huì)造成設(shè)備損壞、機(jī)組停機(jī)或機(jī)組輸出功率大量下降，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的輔機(jī)。一類輔機(jī)主要有:引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、電動(dòng)給水栗、凝結(jié)水栗、循環(huán)水栗、給煤機(jī)、給粉機(jī)、空氣預(yù)熱器、增壓風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)等。
[0003]火電廠由低電壓引起跳機(jī)問題引起電網(wǎng)公司高度重視。2011年I月某日，某火力發(fā)電廠室外互感器損壞導(dǎo)致電網(wǎng)500kV系統(tǒng)接地故障，使得正在運(yùn)行的本廠和周邊電廠各I臺(tái)600麗機(jī)組由于給煤機(jī)電源電壓低跳閘(低電壓最長(zhǎng)時(shí)間為0.6s)，一個(gè)電網(wǎng)內(nèi)2臺(tái)600MW機(jī)組同時(shí)停運(yùn)，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成巨大威脅；2013年國(guó)內(nèi)某火電廠也因?yàn)楦邏鹤冾l器的低壓穿越?jīng)]達(dá)到應(yīng)有的能力，造成了變頻器的跳閘事故，造成了巨大損失；某石化公司熱電廠變頻控制的鍋爐給粉機(jī)在廠用電停電切換或系統(tǒng)晃電的情況下，都分別出現(xiàn)過給粉機(jī)全停導(dǎo)致鍋爐停爐的事故，給機(jī)組和化工裝置生產(chǎn)造成巨大的損失。
[0004]因此火電廠輔機(jī)的低電壓穿越能力非常重要。低電壓穿越是指變頻器及供電對(duì)象設(shè)備外部故障或擾動(dòng)引起的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)或長(zhǎng)時(shí)間電源進(jìn)線電壓降低到規(guī)定的低電壓穿越區(qū)內(nèi)時(shí)，能夠可靠供電，保證供電對(duì)象的安全運(yùn)行?；痣姀S需要長(zhǎng)期在易燃、易爆、高溫高壓環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行，任何的突發(fā)事件，特別是突發(fā)的電網(wǎng)電壓跌落或瞬間掉電事故都將會(huì)造成裝置、關(guān)鍵設(shè)備等的重大損壞，同時(shí)DCS內(nèi)的連鎖反應(yīng)較為復(fù)雜，一個(gè)變頻控制的輔機(jī)的跳閘都會(huì)影響到整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行。而當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓波動(dòng)或者廠用電系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障，比如雷擊、電氣設(shè)備短路、斷路、接地等導(dǎo)致電壓波動(dòng)時(shí)，都會(huì)引起變頻器的跳閘。致使輔機(jī)跳閘，從而造成停爐、停機(jī)事故。
[0005]至今為止大部分的高壓變頻器低電壓穿越試驗(yàn)都是在現(xiàn)場(chǎng)直接做試驗(yàn)的，可是高(中)壓變頻器如果要在現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)際試驗(yàn)有以下幾個(gè)缺點(diǎn):一是工作量大、成本高，試驗(yàn)時(shí)，高中壓一類輔機(jī)包括引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、電動(dòng)給水栗、凝結(jié)水栗等，如果要做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試需要在現(xiàn)場(chǎng)搭建多個(gè)測(cè)試環(huán)境，才能把所有類型功能的變頻器做一次完整的測(cè)試，所需工作量非常大，整個(gè)測(cè)試周期會(huì)非常長(zhǎng)；二是危險(xiǎn)性高，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試需給被測(cè)變頻器接入真實(shí)的高電壓和大功率模塊，在做測(cè)試時(shí)存在變頻器或者變頻器控制對(duì)象損壞的風(fēng)險(xiǎn)；三是測(cè)試項(xiàng)目具有局限性，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際試驗(yàn)還因現(xiàn)場(chǎng)的條件有限無法全方位模擬現(xiàn)場(chǎng)的各種工況，具有非常大的局限性，無法完全按照要求做全面完整的試驗(yàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]
本發(fā)明的目的是，為了解決的問題高壓變頻器低電壓穿越試在現(xiàn)場(chǎng)直接做試驗(yàn)存在的問題，本發(fā)明提出一種火電廠高壓變頻器控制器的低電壓穿越閉環(huán)仿真測(cè)試方法。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于RT-LAB的火電廠高壓變頻器控制器的低電壓穿越閉環(huán)仿真測(cè)試方法，在RT-LAB實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)中構(gòu)建火電廠高壓變頻器裝置的仿真模型，并將高壓變頻器控制器接入所述仿真平臺(tái)；在開發(fā)測(cè)試計(jì)算機(jī)仿真軟件中搭建仿真模型，將仿真模型下載到目標(biāo)仿真機(jī)中，通過物理鏈接將仿真模型輸入、輸出數(shù)字量與目標(biāo)仿真機(jī)I / O端口對(duì)應(yīng)，模擬量通過功率放大器進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理放大；高壓變頻器控制器通過仿真平臺(tái)功率放大器物理輸出端口獲得的模擬電壓、電流信號(hào)，通過仿真機(jī)I / O端口獲得數(shù)字量，高壓變頻器控制器采集仿真平臺(tái)功率放大器模擬電壓、電流信號(hào)，經(jīng)計(jì)算處理，輸出數(shù)字脈沖信號(hào)；數(shù)字脈沖通過仿真機(jī)數(shù)字量接口反饋到軟件模型中的IGBT模塊中從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)；通過在仿真模型設(shè)置三相電網(wǎng)模型高、低電壓幅值及響應(yīng)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)模擬量輸出的變化，從而檢測(cè)高壓變頻器控制器是否具備高、低電壓穿越能力。
[0008]本發(fā)明可以有效的給高壓變頻器提供一個(gè)模擬真實(shí)工況的環(huán)境，全面的檢測(cè)控制器的高、低電壓穿越功能及其動(dòng)態(tài)控制性能。所述仿真模型結(jié)構(gòu)包括Λ -Y移相變壓器、功率模塊單元和電機(jī)模型；Λ -Y移相變壓器的輸入端連接高壓電源，輸出端連接功率模塊單元；功率模塊單元輸出至電機(jī)模型；功率模塊單元由U、V、W三相功率模塊單元組成，每個(gè)功率模塊單元包括多個(gè)功率模塊串聯(lián)組成，功率模塊單元的串聯(lián)數(shù)量根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓決定;
所述功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PffM控制，可得到單相交流輸出；每個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致。
[0009]所述高壓變頻器控制器通過采集功放輸出的電壓、電流信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算處理之后，輸出數(shù)字脈沖信號(hào)，目標(biāo)仿真機(jī)I/o板卡在接受到數(shù)字信號(hào)之后，驅(qū)動(dòng)仿真模型中的模塊單元IGBT動(dòng)作輸出電壓，從而帶動(dòng)電機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)了半實(shí)物閉環(huán)仿真。
[0010]所述電壓的瞬間跌落按120%Ue、60% Ue,90% Ue、130 Ue %并進(jìn)行時(shí)間設(shè)置；因電壓跌落瞬間，電流急劇上升，變頻器控制器檢測(cè)電壓、電流變化之后，能否通過調(diào)節(jié)輸出數(shù)字脈沖穩(wěn)定輸出電壓、電流，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)高壓變頻器控制器是否具備高、低電壓穿越能力；Ue為高壓1KV的額定電壓。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明建立一套基于RT-LAB數(shù)字實(shí)時(shí)仿真的半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)做低電壓穿越測(cè)試，可以有效的給高壓變頻器提供一個(gè)模擬真實(shí)工況的環(huán)境，通過硬件在回路的半實(shí)物仿真測(cè)試原理，很好的