风电场黑启动系统的利记博彩app

本发明涉及新能源风力发电领域，具体来说，涉及风力发电厂的黑启动系统。

背景技术：

随着电网互联及远距离输电技术的不断发展，大容量机组、超高压设备、电力电子装置以及分布式发电技术等在电力系统中大量引入，加上电力系统规模的日益扩大，系统动态行为变得越来越复杂，运行条件要求更苛刻、更难预测，大大增加了由局部故障所引发电力灾难的风险。在电网发生大面积停电情况下，要求能够快速恢复电源，如果不能够在短时间之内恢复供电，将使国民经济遭受巨大损失。

黑启动(blackstart)是指整个系统因故障停电后，不依赖别的系统帮助，通过系统中具有自启动能力机组的启动带动无自启动能力的机组，逐渐扩大系统供电范围，最终实现整个系统恢复的过程。

黑启动的背景是系统全部停电或大面积停电，即系统处于严重事故状态，黑启动过程是恢复过程的一种极端情况，它将涉及系统运行过程中发电、输电和配电的各个环节。如何在系统大面积停电之后安全并快速地完成系统重建，一直以来都是电力工业亟待解决的关键问题，因此，黑启动技术的研究对于极端情况下的系统恢复具有重要的意义。

风力发电作为清洁可循环的新能源，我国一直在积极推广其应用。截止2014年12月，我国的风力发电总量达到6273万千瓦，排在首位；2、3位分别是美国4691万千瓦和德国2991万千瓦。因此研究风电场的黑启动系统对我国的环境和经济来说具有重要的意义。

技术实现要素：

发明目的：本发明要解决的技术问题是，黑启动过程中，需要对风电场出力是否能满足其作为黑启动电源条件进行预估、黑启动过程中重要节点电压频率和幅值的波动是否超出稳定范围进行监测、进行大规模且高频率的潮流计算、对各个电源出力要进行调度、成百上千个断路器进行跳合闸操作。

技术方案：一种风电场黑启动系统，该系统包括电源模块、交流变换模块、交流滤波模块、中央处理系统、通讯处理模块、开入光隔离模块、中央信号及启动模块、出口输出模块、人机界面处理模块、背板，所述电源模块用于将220/110v的转换成+5v、+24v的电压，给其他模块供电；所述交流变换用于将交流模拟量转变成ad输入范围内的电压信号，交流滤波模块用于对模拟量进行处理；所述中央处理系统接收交流滤波模块、通信处理模块和开入光隔离模块传输的数据和信息；所述通信处理模块用于实现系统和后天监控的数据交换；所述开入光隔离插件用以输入弱电开入，所述中央信号及启动模块用以完成中央信号的输出和启动信号的输出功能；出口输出插件用于完成信号的输出功能；所述人机界面处理模块用于人与机器之间的交互，背板连接了各功能模块。

进一步的，所述交流滤波模块对模拟量进行的处理包括滤除高频信号，电平调整。

进一步的，所述人机界面处理模块包括触摸屏、键盘、状态指示灯和调试口。

进一步的，所述中央处理系统包括多片arm架构和多片fpga高速逻辑芯片。

有益效果：

风电场黑启动系统具有较强的适应性、开放性和可扩展性，以适应不同功能的要求和电网发展的需要；本系统具有完善的防止误动与拒动的各项措施、异常告警等功能，很强的抗干扰性能，确保动作的可靠性；同时系统内主cpu采用多片arm9架构的32位处理机及多片fpga高速逻辑芯片，使得它速度更快，硬件上采用16位a/d转换芯片，不仅采样精度提高，采样速度也更快，并且具有大容量存储设备，可以记录大量数据。

附图说明

图1是系统结构图；

图2是交流变换模块原理图；

图3是方案1系统图；

图4是方案2系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明的风电场黑启动测控系统用于永磁直驱式风电机组作为电源的黑启动现场试验监测、控制和保护，该系统通过采集电压、电流、频率、本地断路器位置状态量，并可与远方装置通信，获取风电机组本身工作状态信息辅助完成风电场黑启动。

本发明的一种风电场黑启动系统，包括电源模块、交流变换模块、交流滤波模块、中央处理系统、通讯处理模块、开入光隔离模块、中央信号及启动模块、出口输出模块、人机界面处理模块、背板，所述电源模块用于将220/110v的转换成+5v、+24v的电压，给其他模块供电；所述交流变换用于将交流模拟量转变成ad输入范围内的电压信号，交流滤波模块用于对12路模拟量进行处理；所述中央处理系统接收交流滤波模块、通信处理模块和开入光隔离模块传输的数据和信息；所述通信处理模块用于实现系统和后天监控的数据交换；所述开入光隔离插件用以输入弱电开入，所述中央信号及启动模块用以完成中央信号的输出和启动信号的输出功能；出口输出插件用于完成信号的输出功能；所述人机界面处理模块用于人与机器之间的交互，背板连接了各功能模块。

各模块功能具体说明如下：

1)电源模块

电源插件将外部直流220/110v电源经抗干扰电、电源开关至内部dc/dc转换器，输出+5v，+24v的继电器电源通过背板给其他模块供电，另外通过背部接线端子引出24v电源，与内部24v隔离用于脉冲对时。

2)交流变换模块

该模块最多可以将12路工频交流模拟量，电压或电流信号转变成在ad输入范围内的电压信号，电压和电流可以任意组合。针对电压输入回路，专门增加了抗干扰电容和磁环，提高了抗干扰能力。

由于交流头上的pt和ct可以任意配置，实际工程中pt和ct的个数不尽相同，位置也不完全相同，因此此模块的外部接线不固定，参考具体工程图纸。

3)交流滤波模块

本模块可以对12路模拟量进行处理，其主要作用是：

a.滤除高频信号；

b.电平调整；

c.ad采样；

d.计算电流、电压有效值；

e.计算有功功率、无功功率、功率因数角、相角；

f.录波。

本模块通过2路rs485与中央处理插件进行通信。

4)中央处理系统

接收交流滤波模块、通讯处理模块和开入模块上送的数据和信息，综合开入等信息，逻辑判断确定中央信号及跳闸信号并发送跳闸命令给出口模件。通过2路光纤通道，与系统间交换数据，与通讯处理模件交换人机界面和监控系统数据，通过对外调试minusb口，可进行逻辑测试和软件下载。同时还有1路对时rs485接口，1路高速脉冲对时开入。

5)通信处理模块

本模块具有3路隔离rs485，2路隔离rs232，2路10m/100m以太网rj45接口，1对外调试miniusb口，1对备用gps对时接口。主要实现系统与后台监控的数据交换，打印控制等功能，同时也是人机交互模块与中央处理模块之间的桥梁。

6)开入光隔离模块

本模块使用cpld和mcu。通过cpld，完成输入20路24v弱电开入，输出2路单方向rs485，送给中央处理模块的功能，mcu同时通过1路rs485和一路can与中央处理模块进行数据交换，验证和板级的自校验。

7)中央信号及启动模块

通过cpld，及中央处理模块输出的2路单方向rs485，完成4路中央信号的输出，每路提供两对空接点和1路启动信号的输出的功能，mcu同时通过1路rs485和一路can与中央处理模块进行数据交换，验证和板级的自校验。

8)出口输出模块

通过cpld，及中央处理模块输出的2路单方向rs485，完成5路开出信号的输出的功能，被启动控制正电源，mcu同时通过1路rs485和一路can与中央处理模块进行数据交换，验证和板级的自校验。

9)人机界面处理模块

人机界面处理插件，主要由触摸屏，键盘及状态指示灯和调试口几部分组成，方便人和机器之间的交互。

10)背板

背板连接了各个功能插件，是各模件之间的桥梁。

本发明系统定值包括了装置参数，控制定值，出口组态。其中系统参数定值只有1套，控制定值和出口组态具可由具备权限的用户通过触摸屏进行重新整定。

系统在就地操作时，通过前面板的液晶以菜单方式进行人机交互，显示系统的测量结果、定值、事件记录、数据记录、动作情况等。系统加电或复位后自动进入主菜单，直接触摸hmi屏幕完成操作。定值修改操作，在主菜单界面点击定值设置，根据试验需要修改定值，检查定值修改是否正确无误，修改完毕后，返回试验菜单。黑启动试验，风电场黑启动试验分为自动模式和手动模式两种。无论哪种试验模式，需要先按照试验方案完成外部接线，定值整定。自动模式下，直接点击启动即可。手动模式下根据试验方案进行操作。事件或数据记录查询操作，系统记录的动作事件和动作录波数据是掉电不丢失的，可以在任意时间被查询。事件记录中记录了系统动作的绝对时间，相对时间，动作类型，动作时各模拟量和开关量的数据。

本系统对安全稳定控制装置将采取完善的防止误动与拒动的各项措施、异常告警等功能，很强的抗干扰性能，确保装置动作的可靠性。

a)对于共电源的各功能板之间的电源连接部分都采用电容解耦电路；

b)防止脉冲干扰进入微机回路或高次谐波对采样正确性的影响，除在交流输入端加抗干扰端子外，系统的交流模拟输入回路均设有低通滤波回路，滤除三次以上的高次谐波分量；

c)为防止输入回路和采样回路出错，除采用软件上冗余处理外，还采用物理量的计算结果，比如功率总)进行校对。同时软件具有内部回路自诊断功能，当内部回路故障时，可有效闭锁出口；

d)任一故障的判断和决策都采用多个不同的条件，多重闭锁或三取二表决机制决定系统的动作行为，有效防止误动；

e)采用硬件闭锁措施，使启动继电器和出口继电器完全独立，并且构成逻辑“与”关系。在发生故障时，只有启动继电器动作后开放出口继电器闭锁，有效防止误动；

f)具有快速自复位功能，如果遇到强干扰使cpu“走死”，硬件自复位电路能保证在10ms之内cpu完全恢复正常运行，对事故的判断和决策几乎没有影响；

g)所有从系统以外引入的开关量，均先经过110v/220v直流强电回路继电器隔离，再经光电隔离后才输入微机回路，即双重隔离措施；

h)系统的出口动作回路配有磁保持和电流保持继电器；

i)具有pt断线、ct开路、直流消失、通道异常、自检异常等告警功能；

j)设定定值时能自动闭锁出口，进行自检时必需输入正确的密码才有效，可以有效防止误操作；

k)出厂前进行各种模拟试验和抗干扰试验；

本系统对输入的三相交流电压ua、ub、uc和三相交流电流ia、ib、ic进行采样，采样周期为0.833ms，即一个工频周期采样24点。频率变化率均采用100ms的周期(数据窗)连续进行；电压变化率采用40ms的周期(数据窗)。公式如下：

du/dt≌10·[uk－u(k-0.04”)]％un/s

df/dt≌10·[fk－f(k-0.1”)]hz/s

再对三相有功功率进行计算

将上述计算有功功率公式中的电压移相90度，则无功算法为：

本系统运行判据主要有基本电气量、断路器开关量和机组运行状态共3个方面。在运行进行每一步判断时，电气量(电压、电流、频率、功率)需满足各自步骤下预设额定值的百分比时，认为该步骤下电气量判据合格。执行每一操作，对所有断路器，预设需要闭合的断路器闭合，不属于预设闭合的断路器断开，认为该步骤下断路器状态判据合格。同理，在每一执行步骤下，机组运行状态的判据也是唯一满足的。只有当上述3个判据同时满足时，方可执行该步骤。

本发明给出了具体两种方案，表1和表2分别为方案1和方案2的系统图，表1的具体操作步骤对应图3，表2的具体操作步骤对应图4。

表1方案1操作步骤

为防止励磁涌流、高次谐波、谐振等异常情况下引起误动作，可采取如下采取以下方案2，启动步骤如表中所示。

表2方案2操作步骤

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。