一种过氧化氢尾气余压发电并网方法及其控制系统技术方案

一种过氧化氢尾气余压发电并网方法及其控制系统，该并网方法为程序主控制器判断启机条件是否满足，条件满足，余压进气控制阀执行器及旁路排气控制阀执行器根据设定的开度逐步增加余压发电装置转速，磁调节器发出起励指令，发电机建立电压，并对电压自动调节。当过氧化氢尾气余压发电装置转速升至额定转速时程序主控制器发出控制信号进行转速自动精确控制；准同期并网控制器检测电网侧电压、频率、相位角信号和发电机侧电压、频率、相位角信号，当过氧化氢尾气余压发电机满足并网条件时自动并入电网。通过本发明专利技术可实现快速联锁保护、快速无冲击并网、功率因数自动跟踪，远程监控等功能。

A grid-connected method of hydrogen peroxide tail gas residual pressure power generation and its control system

【技术实现步骤摘要】
一种过氧化氢尾气余压发电并网方法及其控制系统
本专利技术属于余压发电工程领域，具体涉及一种过氧化氢尾气余压发电并网方法及其控制系统。
技术介绍
过氧化氢尾气余压发电装置利用过氧化氢氧化尾气的余压作为动力驱动涡轮，带动发电机发电，并入电网，发电机并网是电网操作中的一项较重要的操作。在工艺系统运行正常后往往要求发电机组快速投入并网发电，减少余压能源的浪费，降低工厂用电负荷，并且减少因余压驰放而引起的噪音。这种情况就要求发电机并网的同步操作，将发电机快速、安全、准确的投入电网显得尤为重要，对并网控制系统也提出了更高的要求。目前过氧化氢尾气余压发电并网控制还存在如下问题：l、全人工操作，并网时，要人工控制进气量，并监看仪表，并且接近同期时，既要微调阀门，又要微调励磁电压，比较难掌握。2、同期并网时要靠观察指示灯的状态，人工按合闸按钮，并网时机较难把握，往往要操作多次，容易并网失败，损失并网断路的使用寿命。3、相序的判定依靠人为利用相序表测量核准，不方便，且不直观，检修维护后有可能失误。4、余压机组进气量靠人工给定，一般情况下，操作人员会为保险，会将调节阀门调节的偏小，加长了开机并网的时间，造成余压能源浪费。5、当过氧化氢尾气流量变化较大时，余压机组不能及时匹配，发电效率较低。6、功率因数调整是通过对励磁电压的调整来调节，线性度比较差；另一方面，随着电压的波动，励磁电压也会随之波动，人工无法做到实时自动调整，这样会发出较多的无功电能，对电能的质量产生一定的影响。7、当电网掉电或励磁故障损坏时，不能快速联锁停机，造成机组超速事故，要工人时刻警醒，监看设备运行状况。8、工厂电网侧容量一般有限，其他并网方式因冲击电流容易干扰电网运行。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种过氧化氢尾气余压发电并网方法，通过本方法可实现快速联锁保护、快速无冲击并网、功率因数自动跟踪，远程监控等功能。本专利技术的另一专利技术目的是提供一种过氧化氢尾气余压发电并网控制系统。本专利技术的技术方案是：一种过氧化氢尾气余压发电并网方法，启机并网时，通过余压流量测量传感器测量余压发电机组实际进气流量，根据此流量调整机组流量匹配执行器，使余压发电机组匹配此流量，使余压发电机组的发电效率最大化；将余压进气控制阀执行器开到设定阀位及余压旁路控制阀执行器关到设定阀位，待余压发电机组转速上升，设定阀位是指余压进气控制阀执行器开到及余压旁路控制阀执行器关到连接的阀门的阀位，是0～100%之间的设定值，程序主控制器根据余压发电机组转速测量传感器检测到的实时速度对余压进气控制阀执行器和余压旁路控制阀执行器发出指令，继续开大余压进气控制阀执行器并关小余压旁路控制阀执行器，余压发电机组转速上升，当发电侧发电参数测量传感器检测的发电侧发电频率高于设定值a时将励磁调节器置于恒压运行模式，并发出起励信号，励磁调节器自动快速输出励磁使余压发电机组建立电压；余压发电机组建立电压完成，且相序判断器判断发电侧电网ABC相序和系统侧电网ABC相序一致后，程序主控制器发出转速精确调整指令，通过微调余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器将余压发电机组频率调整到50HZ±b，b为频差设定值；励磁调节器进行快速调整输出励磁，使系统侧电网和发电侧电网两者间的电压差调整至小于某设定值c，与此同时等待同期点的来临，当准同期并网控制器检测到两者相位小于某设定值d时，程序主控制器发出并网信号，并网断路器动作，实现并网；并网后立即通过余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器加大余压发电机组进气量，余压发电机组发出有功功率；在此过程中，当检测到有功功率大于设定值e时励磁调节器自动按设定的功率因数f进入恒功率因数模式运行，继续通过余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器加大余压发电机组进气量，直至余压进气控制阀全开及余压旁路控制阀全关，增加余压发电机机组有功功率，即余压发电机组发电功率最大化，在此过程中励磁调节器自动跟踪设定的功率因数f，实时调整励磁电压，调节余压发电机机组的无功功率。相序判断器判断发电侧电网与系统侧电网相序不一致时进行更正相序步骤，具体为：人工将接上的发电侧电网输出电线拆下，根据相序判断器指示，与系统侧电网相序一一对应更正后将发电侧电网输出电线接上。运行过程中发电侧发电参数测量传感器检测发电侧参数，发电侧参数具体为电压、电流、频率、有功功率，当出现过压、欠压、过流、过频、低频、过负荷达到报警设定值，机组转速测量传感器检测到转速达到报警设定值，机组润滑油压力测量传感器达到报警设定值、机组轴承温度测量传感器达到报警设定值、发电机定子温度测量传感器达到报警设定值、机组振动测量传感器达到报警设定值、逆功率检测器检测达到逆功率报警设定值，程序主控制器发出报警指令；待并侧发电参数测量传感器检测发电机侧参数，电压、电流、频率、有功功率，当出现过压、欠压、过流、过频、低频、过负荷等达到停机设定值，机组转速测量传感器检测到转速达到停机逆功率停机设定值，紧急停机控制按钮按下，机机组润滑油压力测量传感器达到停机设定值、机组轴承温度测量传感器达到停机设定值、发电机定子温度测量传感器达到停机设定值、机组振动测量传感器达到停机设定值、逆功率检测器检测达到逆功率停机设定值、紧急停机控制按钮按下，其中任意一项达到程序停机设定，程序主控制器发出停机指令，通过关闭余压进气控制阀执行器、打开余压旁路控制阀执行器动作泄压、同时并网断路器跳开脱网，实现停机保护，不间断电源可以确保在工作电源掉电时控制系统还有电完成所有保护操作。一种用于上述的过氧化氢尾气余压发电并网方法的控制系统，包括系统侧电网参数测量传感器，实时测量系统侧电网的参数，电压、频率等；系统侧电网是指：发电侧发电机需要通过并网断路器与之并网连接的电网系统；发电侧发电参数测量传感器，实时测量发电侧参数，电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电度等电参数；机组转速测量传感器，实时测量余压发电机组的运行转速；余压流量测量传感器，用于测量余压发电机组的进气流量；相序判断器，用来判断待并侧发电机ABC相序和系统侧电网ABC相序是否一致；准同期并网控制器，用于检测并网时的同期时机，完成并网；余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器，是控制余压发电机组进气流量及发电量的组件，余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器连接阀门，通过控制余压进气控制阀执行器及余压旁路控制阀执行器控制阀门开度大小，以控制余压发电机组进气量，进而控制发电量；励磁调节器，是调节发电机励磁的部件；程序主控制器，用于根据余压流量测量传感器测量的流量调整机组流量匹配执行器使余压发电机组匹配此流量、用于根据机组转速测量传感器检测到的实时速度对余压进气控制阀执行器和余压旁路控制阀执行器发出指令以控制余压发电机组进气流量及发电量、用于根据系统侧电网参数测量传感器测量的系统侧电网的参数及发电侧发电参数测量传感器测量的发电侧参数控制励磁调节器工作、用于当相序判断器的判断结果为一致时微调余压发电机组以达到设定值通过准同期并网控制器控制并网断路器完成并网。并网断路器是发电机与电网连通的部件。还包括逆功率检测器，测量系统是否逆功率，若逆功到达设定值功率，延时一段时间，发出逆功率保护信号；机组润滑油压力测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过氧化氢尾气余压发电并网方法，其特征在于：启机并网时，通过余压流量测量传感器（12）测量余压发电机组实际进气流量，根据此流量调整机组流量匹配执行器（16），使余压发电机组匹配此流量，使余压发电机组的发电效率最大化；将余压进气控制阀执行器（17）开到设定阀位及余压旁路控制阀执行器（18）关到设定阀位，待余压发电机组转速上升，程序主控制器（1）根据余压发电机组转速测量传感器（7）检测到的实时速度对余压进气控制阀执行器17和余压旁路控制阀执行器（18）发出指令，继续开大余压进气控制阀执行器（17）并关小余压旁路控制阀执行器（18），余压发电机组转速上升，当发电侧发电参数测量传感器(3)检测的发电侧发电频率高于设定值a时将励磁调节器（19）置于恒压运行模式，并发出起励信号，励磁调节器19自动快速输出励磁使余压发电机组建立电压；余压发电机组建立电压完成，且相序判断器(4)判断发电侧电网ABC相序和系统侧电网ABC相序一致后，程序主控制器（1）发出转速精确调整指令，通过微调余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）将余压发电机组频率调整到50HZ±b，b为频差设定值；励磁调节器（19）进行快速调整输出励磁，使系统侧电网和发电侧电网两者间的电压差调整至小于某设定值c，与此同时等待同期点的来临，当准同期并网控制器（5）检测到两者相位小于某设定值d时，程序主控制器（1）发出并网信号，并网断路器15动作，实现并网；并网后立即通过余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）加大余压发电机组进气量，余压发电机组发出有功功率；在此过程中，当检测到有功功率大于设定值e时励磁调节器（19）自动按设定的功率因数f进入恒功率因数模式运行，继续通过余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）加大余压发电机组进气量，直至余压进气控制阀全开及余压旁路控制阀全关，增加余压发电机机组有功功率，即余压发电机组发电功率最大化，在此过程中励磁调节器（19）自动跟踪设定的功率因数f，实时调整励磁电压，调节余压发电机机组的无功功率。...

【技术特征摘要】
1.一种过氧化氢尾气余压发电并网方法，其特征在于：启机并网时，通过余压流量测量传感器（12）测量余压发电机组实际进气流量，根据此流量调整机组流量匹配执行器（16），使余压发电机组匹配此流量，使余压发电机组的发电效率最大化；将余压进气控制阀执行器（17）开到设定阀位及余压旁路控制阀执行器（18）关到设定阀位，待余压发电机组转速上升，程序主控制器（1）根据余压发电机组转速测量传感器（7）检测到的实时速度对余压进气控制阀执行器17和余压旁路控制阀执行器（18）发出指令，继续开大余压进气控制阀执行器（17）并关小余压旁路控制阀执行器（18），余压发电机组转速上升，当发电侧发电参数测量传感器(3)检测的发电侧发电频率高于设定值a时将励磁调节器（19）置于恒压运行模式，并发出起励信号，励磁调节器19自动快速输出励磁使余压发电机组建立电压；余压发电机组建立电压完成，且相序判断器(4)判断发电侧电网ABC相序和系统侧电网ABC相序一致后，程序主控制器（1）发出转速精确调整指令，通过微调余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）将余压发电机组频率调整到50HZ±b，b为频差设定值；励磁调节器（19）进行快速调整输出励磁，使系统侧电网和发电侧电网两者间的电压差调整至小于某设定值c，与此同时等待同期点的来临，当准同期并网控制器（5）检测到两者相位小于某设定值d时，程序主控制器（1）发出并网信号，并网断路器15动作，实现并网；并网后立即通过余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）加大余压发电机组进气量，余压发电机组发出有功功率；在此过程中，当检测到有功功率大于设定值e时励磁调节器（19）自动按设定的功率因数f进入恒功率因数模式运行，继续通过余压进气控制阀执行器（17）及余压旁路控制阀执行器（18）加大余压发电机组进气量，直至余压进气控制阀全开及余压旁路控制阀全关，增加余压发电机机组有功功率，即余压发电机组发电功率最大化，在此过程中励磁调节器（19）自动跟踪设定的功率因数f，实时调整励磁电压，调节余压发电机机组的无功功率。2.根据权利要求1所述的氧化氢尾气余压发电并网方法，其特征在于：相序判断器(4)判断发电侧电网与系统侧电网相序不一致时进行更正相序步骤，具体为：人工将接上的发电侧电网输出电线拆下，根据相序判断器(4)指示，与系统侧电网相序一一对应更正后将发电侧电网输出电线接上。3.根据权利要求1所述的氧化氢尾气余压发电并网方法，其特征在于：运行过程中发电侧发电参数测量传感器（3）检测发电侧参数，发电侧参数具体为电压、电流、频率、有功功率，当出现过压、欠压、过流、过频、低频、过负荷达到报警设定值，机组转速测量传感器（7）检测到转速达到报警设定值，机组润滑油压力测量传感器（8）达到报警设定值、机组轴承温度测量传感器（9）达到报警设定值、发电机定子温度测量传感器（10）达到报警设定值、机组振动测量传感器(11)达到报警设定值、逆功率检测器（6）检测达到逆功率报警设定值，程序主控制器1发出报警指令；待并侧发电参数测量传感器（3）检测发电机侧参数，电压、电流、频率、有功功率，当出现过压、欠压、过流、过频、低频、过负荷等达到停机设定值，机组转速测量传感器（7）检测到转速达到停机逆功率停机设定值，紧急停机控制按钮（22）按下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢平安，贺梁，袁逵，马翼飞，吉曾玉，丁佳乐，
申请(专利权)人：襄阳航力机电技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42