2022年机组自动发电控制系统设计 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 辽 宁 工 业 大 学电力系统自动化 课程设计(论文)题目:机组自动发电掌握系统设计(3)院(系):电气工程学院专业班级:电气111 学 号: 110303011 同学姓名:左钰指导老师:李保国起止时间: 2022.12.01-2022.12.12名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:电气工程及其自动化学 号110303011同学姓名左钰专业班级电气 111课程设计机组自动发电掌握系统设计(3)题目基本参数:1.
2、发电厂有三机组,一号机组功率为250MW ,二号机组功率为200MW ,三号机组功率为 150MW ,功率因数均为 0.8.课 程 设 计(论 文)任 务2. 有功功率调差系数为0.08.3. 负荷频率调剂效应系数(有功功率)为2.4. 各发电机均以 85%负荷运行 . 设计要求1.阐述发电机有功频率调剂地基本原理.2.系统负荷肯定和变化时,分析机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系数对功率安排地影响,推导有功功率安排地公式.3.确定合适地方案,使负荷变化时,机组地有功功率按各自地额定功率合理安排 .4.采纳单片机,设计某台机组地自动发电掌握系统,实现机组功率地合理安排 .5.对设计进行分析
3、总结 . 1、布置任务,查阅资料,懂得把握系统设计要求.(1 天)2、阐述发电机有功频率调剂和自动发电地基本原理和实现方法.(1天)进 度 计 划3、推导有功功率安排地公式,确定机组有功功率安排方案(2 天)4、自动发电掌握系统总体方案设计.(1 天)5、系统硬件电路设计 .(2 天)6、系统软件设计( 2 天)指 导 教 师 评 语 及 成 绩7、撰写、打印设计说明书(1天)平常:论文质量:答辩:总成果:指导老师签字:年月日注:成果:平常 20% 论文质量 60% 答辩20% 以百分制运算名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - -
4、 - - 摘 要自动发电掌握系统地任务是依据电网地实时信息准时合理地进行发电调整 ,将系统频率、联络线功率保持在方案值 或额定值 答应地偏差范畴内 ,保证时差、联络线交换电能偏差为零或在规定地范畴内掌握全网以最经济地方式运行 ,并对电网负荷地波动作出最快地响应 .自动发电掌握系统是提高电网运行质量、满意现代电网调度治理要求地必备技术手段 .本次设计采纳地是 AT89C51 单片机以及 AGC 掌握系统,并以 SCADA 为平台完成设计 .设计中分析了 AGC 地掌握原理以及 AGC 和相关软件地协作原理,表达了 AT89C51 地引脚功能和 AT89C51 地掌握原理,通过对 计,实现了自动掌
5、握系统地设计 .AT89C51 最小系统地设计,时钟电路及复位电路地设关键词:自动发电掌握、功率调剂、发电机组;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录名师归纳总结 第 1 章绪论 . 1第 4 页,共 22 页1.1自动发电掌握概述 . 11.2本文主要内容 . 3第 2 章机组并联运行有功功率安排运算. 42.1 机组有功功率频率掌握及自动发电地基本原理. 42.1.1机组有功功率频率掌握. 42.1.2自动发电地基本原理. 52.2 负荷变化时地功率安排运算. 5第 3 章 自动发电掌握硬件设计. 73.1
6、开关量输入输出通道. 73.1.1开关量输入通道. 83.1.2开关量输出通道. 93.2 直流稳压电源设计. 93.3 复位电路设计. 103.4 时钟电路设计. 113.5 89C51单片机最小系统设计 . . 123.6自动发电总体设计方案 . 13第 4 章 AT89C51 软件设计 . 154.1 软件功能 . 154.2 软件流程图 . 154.3 软件流程图设计 . 16第 5 章 课程设计总结 . 17参考文献 . 18- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章 绪论1.1 自动发电掌握概述自动发电掌握着重解决电力系统在运行中地频率调
7、剂和负荷安排问题,以及与相邻电力系统间按方案进行功率交换.电力系统地供电频率是系统正常运行地主要参数之一 .系统电源地总输出功率与包括电力负荷在内地功率消耗相平稳时,供电频率保持恒定;如总输出功率与总功率消耗之间失去平稳时 ,频率就发生波动 ,严峻时会显现频率崩溃.电力系统地负荷是不断变化地,这种变化有时会引起系统功率不平稳,导致频率波动 .要保证电能地质量,就必需对电力系统频率进行监视和调整 .当频率偏离额定值后,调剂发电机地出力以使电力系统地有功功率达到新地平稳,从而使频率能维护在答应范畴之内 .所以,自动发电掌握是通过对供电频率地监测、调整实现地 .一、 AGC 地任务在联合电力系统中,
8、AGC 是以区域系统为单位,各自对本区内地发电机地出力进行掌握 .它地任务可以归纳为如下三项:(1)维护系统频率为额定值,在正常稳态运行工况下,其答应频率偏差在 正负( 0.050.2)Hz 之间,视系统容量大小而定 .(2)掌握本地区与其他区间联络线上地交换功率为协议规定地数值 .(3)在满意系统安全性约束条件下,对发电量实行经济调度掌握 EDC.二、 AGC 地基本功能 在正常系统运行状态下, AGC地功能如下 : 1、使发电自动跟踪电力系统负荷变化 .2、影响负荷和发电地随机变化,维护电力系统为额定值(30Hz)3、在各区域间安排系统发电功率,维护区域间净交换功率为方案值 . 4、对周期
9、性负荷变化按发电方案调整发电功率 .5、监事和调整备用容量,满意电力系统要求 .三、 AGC 地一般过程通过电力系统调度中心地通信系统,AGC 猎取各发电机发出地功率、各联络线传输功率以及系统频率信息,并向各个发电厂甚至是发电机发布响应地掌握信号 .当系统中显现频率或频率地偏差时,可以通过测量和运算确定区域掌握偏差,获得进行系统时所需要增减地名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 功率总值 .再将这些需要增加难度功率总值安排给区域或子系统中各调剂电厂和调剂机组 .在进行机组功率安排地时候,假如采纳等耗量微增率法就来安排各
10、各机组承担地功率增减,这就是所谓经济调度运算 .当系统中用户地负荷增加时,初始地负荷增量由释放汽轮发电机组地动能来供应 .即整个系统频率开头下降 .于是系统中全部地调速器开头响应,并使频率在几秒内实现大幅提高,即一次调频 .二次调频由 AGC 实现 .发电基点功率与负荷猜测,机组经济组合 峰任务,这就是所谓地三次调整 . 四、 AGC 与其他应用软件地关系.水电方案及交换功率方案有关,担负主要调AGC 在例如发点方案、负荷猜测、机组组合、水电方案、交换机化、状态估量、安全约束调度和优潮流等应用软件下工作.此外, AGC 地实现与系统调度员和发电厂调度员有着亲密地关系 .如图 1.1 所示,系统
11、负荷猜测、机组组合、水电方案和交换方案均与发电方案协 调,并经过发电方案与 AGC 相联系 .这种联系一种是按负荷曲线以周期性地势式实现,一种是方案外地负荷变动地消化 特别在生负荷阶段 .AGC 所需要地负荷猜测不仅是短期地,仍需要猜测超短期地,水电方案 机组组合发电方案交换方案AGC 负荷猜测最优潮流状态估量安全约束调图 1.1 AGC 在其他软件下支持工作名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.2 本文主要内容本文阐述发电机有功频率调剂地基本原理,分析了系统负荷变化时机组有功功率调差系数和负荷频率调剂效应系数对功
12、率安排地影响,并推出相关有功功率地安排公式 .本次设计采纳地是AT89C51 单片机以及 AGC 掌握系统 .设计中分析了 AGC 地任务功能和掌握原理以及 AGC 和相关软件地协作原理,表达了AT89C51 地引脚功能和AT89C51 地原理作用,通过对时钟电路及复位电路地设名师归纳总结 计以及对 AT89C51 最小系统地设计,完成发电机组自动发电掌握系统地设计.第 7 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第 2 章 机组并联运行有功功率安排运算2.1 机组有功功率频率掌握及自动发电地基本原理2.1.1 机组有功功率频率掌握当电力系统
13、负荷发生变化引起系统频率变化时,系统内并联运行机组地凋速器会依据电力系统频率变化自动调剂进入它所掌握地原动机地功力元素,转变输入原动机地功率,使系统频率维护在某值运行,这就是电力系统频率地一次调整,也称为一次调频 .一次调频是电力系统内并联运行机组地调速器在没有手动和 自动调频装置参加调剂地情形下,自动调剂原动机地输入功率与系统负衙功率变 化相平稳来维护电力系统频率地一种自动调剂 .电力系统负荷是不断变化地,而原动机输入功率地转变就比较缓慢,因此系统中频率地波动是难免地. 系统负荷不同重量及对应地频率调整方法如下:(1)随机重量 变化周期小于 10s-利用发电机组上装设地调速器来掌握和 调整原
14、动机地输入功率,以维护系统地频率水平,成为一次调频 .(2)脉动重量 变化周期在 10s-3min之间 此负荷引起地频率偏移较大,仅 仅靠调速器地掌握作用往往不能将频率偏移限制在答应范畴之内,这是必需加调 频器参加掌握和调整,这种调整称为二次调频 .(3)连续重量 变化非常缓慢 可进行负荷猜测 频率是电能质量地重要指标之一,负荷变动将会导致有功功率地不平稳,其变化过程为:负荷变化 - 发电机转速变化- 频率变化 - 负荷地调剂效应- 新频率达到平稳. 电力系统地二次调剂:由于发电机组一次调剂实行地是频率有差调剂,因此,早期地频率二次调节,是通过掌握调速系统地同步电机,转变发电机组地调差特性曲线
15、位置置,实现频率地无 差调整 . 但未实现对火力发电机组地燃烧系统地掌握,为使原动机地功率与负荷功率保持平 衡,需要依靠人工调整原动机功率地基准值,达到转变原动机功率地目地 . 随着科学技术地 进步,火力发电机组普遍采纳了和谐地掌握系统,由自动掌握来 代替人工进行此类操作 . 在现代化电力系统中,各掌握区就采纳集中地运算机掌握 即自动发电掌握(AGC). 这就是电力系统频率地二次调剂,( 1)作用:第一,响应时间较慢,能有效地调整分钟级及更长周期地负荷波动;第 二,实现频率地无差调整 .(2)特点:第一,采纳地调整方式对系统频率是无差地;其次,响应比较慢,一般需名师归纳总结 要 1-2 分钟;
16、第三,对机组治理往往是比例安排,是发电机组偏离经济运行点.第 8 页,共 22 页综上所述保证输电系统地频率对于单个用户和发电厂都有重要地意义.电力系统地稳固和安全需要频率地一次调整和二次调整.一次调整靠调速器完成.二次调整由系统中地调频机组- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 实现,通过调频器掌握.既可为有差调剂,也可以做到无差调剂.挑选地调频厂有主调频厂和帮助调频厂之分并且满意:第一,具有足够地容量.其次,具有较快地调整速度.第三,调整范畴内地经济性好2.1.2 自动发电地基本原理ACE 称为区域内掌握误差,用来依据系统频率偏差以及输电线路功率偏差来确
17、定掌握信号;负荷安排器依据输入地掌握信号大小并且依据等微增率准就或其他原就来掌握各台发电机输出功率地大小 .自动发电掌握系统包括两大部分:(1)负荷安排器 .依据电力系统频率和其他有关测量信号,依据肯定地调剂掌握准就确定各发电机组地正确设定输出功率 .(2)发电机组掌握器.依据负荷安排器所确定地各发电机组正确输出功率,掌握调速器地调剂特性,使发电机组在电力系统额定频率下所发出地实际功率与设定地输出功率相一样 .自动发电掌握系统中地负荷安排配齐使依据所测量地发电机实际输出功率和频率偏差等信号依据肯定地准就安排各台发电机组输出功率 .打算各台发电机组设定地功率 P 地负荷分配器,目前广泛采纳以“基
18、点经济功率 P ”和 “安排系数 i” 来表示每台发电机组地输出功率地方法,即每台发电机组地设定调整功率按以下公式安排 :n nP ci P bi i P Gi AGC P bi 2-1i 1 i 1式中 P -各台发电机组地设定调整功率 P Gi-每台发电机地实际输出功率P -各台发电机地基点经济功率;i-安排系数也就是说,系统各台发电机组地设定功率,取决于系统发电机组总地实际输出 P 和每日台发电机组地基点经济功率 P ,以及系统频率偏差和功率偏差 AEC. 偏差越大,各大电机组地设定调整功率地变动就越大 .当频率偏差和功率偏差趋于零时,AGC 系统发电机组总地设定调整功率就与发电机总地实
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