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基于广域控制的大型电站厂用电系统备自投策略研究与优化

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基于广域控制的大型电站厂用电系统备自投策略研究与优化

作者：罗金嵩华中科技大学

学位级别：硕士

发电厂厂用电系统的运行方式变化较为灵活,大型电站的厂用电系统尤其如此。由于发电系统的检修期与满发期运行方式差异较大,厂用电系统的运行方式随之变化较大。这使得厂用电备自投系统的设计面临诸多挑战:需要适应系统灵活多变的运行方... 详细信息

发电厂厂用电系统的运行方式变化较为灵活,大型电站的厂用电系统尤其如此。由于发电系统的检修期与满发期运行方式差异较大,厂用电系统的运行方式随之变化较大。这使得厂用电备自投系统的设计面临诸多挑战:需要适应系统灵活多变的运行方式,确保小方式下系统的可靠性。目前传统厂用电备自投模式采取就地化配置的思路,仅考虑相邻母线间的备自投,而对于距离稍远的母线,即使两段母线之间存在联络线,也只考虑人为操作恢复供电的模式。这样的备自投模式未能充分利用全站厂用电一次系统的冗余配置,也与目前电力系统应用与推广的智能化方式、信息共享技术相去甚远。本文首先针对各种接线形式的厂用电系统,分析了传统厂用电备自投模式存在的问题,论证了基于广域控制的备自投系统构建的必要性。并对新的备自投模式进行详细的功能配置探讨与需求分析,结合大型电站的厂用电接线特点,构建了基于广域信息的备自投控制模式,探讨了备自投与厂用电保护集成的构建模式,分析了广域与站域备自投系统之间的兼容性,以及各种自适应解决方案,还提出一种基于在线校核的运行方式识别方法,使得备自投系统能够有效适应系统的信息失真,自适应修改错误信息。在前述结论的基础上,研究了通用型广域厂用电备自投系统构建模式,使其与一次系统具备良好的适应性,可以突破就地备自投的局限,发挥信息共享的优势。其次,对实际厂用电系统进行抽象与简化,构建了厂用电系统的数据结构。通过分析厂用电系统的特点,提出了一种适应于厂用电系统网络拓扑分析的矩阵方法,该方法能够对厂用电系统进行失电区辨识、网络连通性分析、恢复路径搜索等,并进一步构建适合厂用电系统的潮流计算模型,解决了厂用电复杂运行方式下潮流计算的难题。为备自投动作后厂用电系统的安全稳定性分析奠定理论基础,提供数据支持。最后,提出一种基于启发式搜索算法的备自投动作策略算法模型,并利用MATLAB仿真构建了基于安全稳定性与拓扑约束的备自投策略自动生成系统,在任意系统故障导致母线失压后,输出厂用电系统故障后的备自投动作方案,并对各种备选方案基于可靠性、经济性等多方面因素进行优化,选择出最优动作策略,最终达到厂用电系统故障后快速自愈的目的。该策略生成方式可改善备自投性能,提高厂用电系统的可靠性,做到备自投动作方式自适应;也可充分整合利用全厂的设备资源,减少新建、扩建工程一次设备资金投入的,同时大幅降低运维成本与工作量,为实现电站智能化提供思路。

关键词：发电厂备自投拓扑分析自适应动作策略

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某电厂主变冷却器双电源切换回路优化

某电厂主变冷却器双电源切换回路优化

中国水力发电工程学会自动化专委会2022年年会暨全国水电厂智能化应用学术交流会

作者：罗金嵩吴礼贵李琛魏扬中国长江电力股份有限公司

本文针对某电厂主变冷却器交流切换回路的故障隐患,对新的冷却器双电源切换模式进行了探讨,对存在隐患的回路进行了优化,并利用冷却器控制的自主可控PLC实现双电源切换逻辑,提升了主变冷却器动力电源回路运行的可靠性,降低了主变冷却器... 详细信息

本文针对某电厂主变冷却器交流切换回路的故障隐患,对新的冷却器双电源切换模式进行了探讨,对存在隐患的回路进行了优化,并利用冷却器控制的自主可控PLC实现双电源切换逻辑,提升了主变冷却器动力电源回路运行的可靠性,降低了主变冷却器全停的风险。

关键词：主变冷却器双电源切换 PLC编程控制自主可控

来源： cnki会议评论

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大型水电站主变冷却器控制模式改进

水电与新能源 2023年第12期37卷 70-74页

作者：罗金嵩高紫薇孙悦中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

大型水电站主变压器的冷却方式一般为强迫油循环水冷,冷却器的油泵与水阀电机由主变冷却器控制系统实现循环控制、故障告警与切除等功能。传统主变冷却器开启流程可能出现技术供水阀门打开后,冷却器水箱先充水、再开启冷却器油泵与水阀... 详细信息

大型水电站主变压器的冷却方式一般为强迫油循环水冷,冷却器的油泵与水阀电机由主变冷却器控制系统实现循环控制、故障告警与切除等功能。传统主变冷却器开启流程可能出现技术供水阀门打开后,冷却器水箱先充水、再开启冷却器油泵与水阀的情况。水箱充水瞬间,由于水路为密闭的空间产生水锤效应,对水阀、水箱及管道造成较大压力,存在水阀受损、水箱焊缝破裂等安全隐患。为确保主变冷却器持续稳定、安全运行,本文提出一种新的冷却器控制模式,可有效减小此水锤效应。

关键词：主变冷却器水箱冷却器控制 PLC程序

电流互感器中性线断线引起保护误动作行为分析

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自动化应用 2019年第10期 62-66页

作者：张欢骆佳勇罗金嵩李能昌中国长江电力股份有限公司白鹤滩电厂筹建处四川凉山州615421

2019年,甲电站和乙变电站均发生了因电流互感器的二次回路中性线接线问题而造成的保护误动作。电流互感器二次回路在运行过程中严禁开路,因为回路开路会产生很高的感应电压,危及人身和设备的安全。在设备定检时,电流互感器二次回路完整... 详细信息

2019年,甲电站和乙变电站均发生了因电流互感器的二次回路中性线接线问题而造成的保护误动作。电流互感器二次回路在运行过程中严禁开路,因为回路开路会产生很高的感应电压,危及人身和设备的安全。在设备定检时,电流互感器二次回路完整性检查是继电保护工作人员的重要检查项目,新安装或电流互感器回路有较大变动时,投入运行前必须通过升流试验验证回路的完整性。通过对两起由于电流互感器二次回路的中性线接线问题而引起的保护误动作事件详细分析,总结提出继电保护人员在运行维护中需要遵守的工作规范以及防范该类似事件发生的具体措施。

关键词：电流互感器中性线误动作线路保护故障录波

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主变冷却器控制模式优化

水电站机电技术 2023年第3期46卷 34-37页

作者：罗金嵩吴礼贵李琛吴修韩中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

大型发电站的主变冷却器控制系统故障,可能会导致主变冷却器全停,由此会造成变压器温度快速上升,损坏变压器绝缘。本文研究了某电站主变压器冷却器系统,其采用强迫油循环水冷方式,每台变压器配置6台冷却器,PLC为西门子S7-300系列,通过... 详细信息

大型发电站的主变冷却器控制系统故障,可能会导致主变冷却器全停,由此会造成变压器温度快速上升,损坏变压器绝缘。本文研究了某电站主变压器冷却器系统,其采用强迫油循环水冷方式,每台变压器配置6台冷却器,PLC为西门子S7-300系列,通过主变冷却器控制系统自主可控改造以及PLC的自主可控研究,进一步优化控制模式,解决原有回路及PLC程序的问题与隐患,确保了系统的可靠运行。

关键词：主变冷却器 PLC控制逻辑优化自主可控改造

投资成本和发电系统可靠性提升水平间的量化分析方法

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水电站机电技术 2023年第12期46卷 150-153页

作者：李琛孙悦罗金嵩魏扬徐晶陈博文中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443133

提出一种投资成本和发电系统可靠性提升水平间的量化分析方法。首先,提出设备故障率降低百分比指标来刻画量化投资成本对设备故障率降低水平的不确定性;然后,提出基于Sigmoid云模型的投资成本和设备故障率降低百分比间的量化曲线,并采... 详细信息

提出一种投资成本和发电系统可靠性提升水平间的量化分析方法。首先,提出设备故障率降低百分比指标来刻画量化投资成本对设备故障率降低水平的不确定性;然后,提出基于Sigmoid云模型的投资成本和设备故障率降低百分比间的量化曲线,并采用粒子群算法计算Sigmoid函数云模型的参数。最后,提出了一个发电系统的可靠性评估框架,并使用k-means算法来加速评估过程。

关键词：混合学习方法老化失效故障率

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某电厂主变冷却器控制模式优化

水电站机电技术 2022年第7期45卷 30-32,81页

作者：罗金嵩李光耀李琛周雨童中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂湖北宜昌443133

介绍某电厂主变冷却器的冷却系统及其冷却原理,并结合现场实际情况分析了由于其工作原理和冷却器控制模式所造成的安全隐患,即在冷却器开启过程中,水箱壁会受到水锤效应的影响,水锤的冲击对水箱机械结构有较强的破坏性,存在焊缝开裂而... 详细信息

介绍某电厂主变冷却器的冷却系统及其冷却原理,并结合现场实际情况分析了由于其工作原理和冷却器控制模式所造成的安全隐患,即在冷却器开启过程中,水箱壁会受到水锤效应的影响,水锤的冲击对水箱机械结构有较强的破坏性,存在焊缝开裂而漏水的风险。本文分析了原控制模式产生该风险的原因,并选取了一种对原PLC控制程序改动最少的优化方案,分析了该优化方案的可行性,该方案在实际运行验证过程中表现良好,消除了上述隐患。

关键词：主变冷却器水锤效应 PLC控制

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发电厂10kV厂用电系统三分段备自投设计

水电站机电技术 2023年第8期46卷 64-68页

作者：罗金嵩武丽丽吴礼贵李琛中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

某发电厂10 kV厂用电系统为三分段接线形式,厂高变作为厂用电各段母线的主供电源,同时,为了提升检修期间厂用电运行方式可靠性,引入厂外电源作为备用电源。在电厂发电机加装发电机出口断路器后,厂用电运行方式得到极大优化,原有厂用电... 详细信息

某发电厂10 kV厂用电系统为三分段接线形式,厂高变作为厂用电各段母线的主供电源,同时,为了提升检修期间厂用电运行方式可靠性,引入厂外电源作为备用电源。在电厂发电机加装发电机出口断路器后,厂用电运行方式得到极大优化,原有厂用电备自投逻辑显得过于复杂,可靠性不足。本文基于某发电厂10 kV厂用电系统配置,对三分段厂用电备自投系统设计进行了探索研究。文中首先介绍了发电厂10 kV厂用电系统的运行方式,并对旧备自投逻辑缺陷进行了深入分析,对厂用电备自投的逻辑设计进行优化探索,极大提升了厂用电系统运行的可靠性,确保了发电机组的安全稳定运行。

关键词：厂用电备自投三分段母线动作逻辑自主可控

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基于混合学习方法的断路器故障率预测方法

水电站机电技术 2023年第12期46卷 117-120页

作者：孙悦李琛魏扬罗金嵩陈博文徐晶李猛中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443133

提出一种基于混合学习方法的断路器老化故障率预测方法。首先,基于断路器的故障统计数据,建立其老化失效可靠性模型。然后,采用变分模态分解方法,将生成的可靠性数据序列分解为预定义数量的可预测子分量和残差分量。接着,将各子分量作为... 详细信息

提出一种基于混合学习方法的断路器老化故障率预测方法。首先,基于断路器的故障统计数据,建立其老化失效可靠性模型。然后,采用变分模态分解方法,将生成的可靠性数据序列分解为预定义数量的可预测子分量和残差分量。接着,将各子分量作为LSTM神经网络训练模型的输入,用于预测预定义视界内断路器的老化失效概率。最后,通过重构子分量可以计算出预测的断路器老化故障率。为了提高LSTM网络的预测性能,引入和声算法对LSTM模型参数进行自适应优化。

关键词：混合学习方法老化失效故障率

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