用于分布控制系统(DCS)的自动准同期装置

　　1 引言

　　并网是发电厂、变电站中经常发生的重要操作。它直接关系到电力系统运行的稳定性、发电机的安全性及发电厂的经济性。由于历史的原因，例如机组容量小、数量多，没有良好的自动准同期装置，更没有专为输电线路并网的自动准同期装置。因此不论是设计部门还是运行部门一直在沿袭使用同期小母线的集中同期方式，使用粗糙的模拟式同期装置，甚至大量采用手动同期，特别是输电线路的并网几乎无一例外的使用手动并网。

　　随着发电厂机组单机容量越来越大，对运行可靠性的要求也越来越高，加之水电站及变电站的无人值班也提上议事日程，于是出现了以追求可靠性为主要目的的分布式控制系统(DCS)，其在发电厂及变电站里得到了广泛的应用。不论是新设计的电站还是老电站的改造都在循着这个方向前进。分布式控制系统的主要指导思想是“权力下放”。即将一些执行特定任务的智能终端直接下放到被控对象去。这些“对象”在电站电气部分中就是发电机、变压器，线路，电动机、补偿电容等。每个对象所需的继电保护、测量、控制、信号等功能都由安装在对象旁的智能终端来完成。每个终端都通过现场总线与中控室的上位控制机通讯。不难看出此时并不需要上位控制机执行具体的测量与控制。它的主要任务是上传下达，统一调配。所以过去集中控制系统中一旦上位机出现故障系统就全面瘫痪的弊端就不复存在了。

　　按照新发布的二次线设计技术规程规定：发电厂电气部分的DCS系统中发电机的自动准同期装置、备用电源自动投入装置、故障录波装置、自动电压调节器、自动调速器等都应是独立的智能终端，并具备与DCS的通讯接口。为此我们在总结近20年来所推出的各类微机准同期控制器的基础上，开发了具备与上位机通讯功能的可同时用于发电机、线路并网的SID-2C型微机准同期控制器，以填补电站DCS系统智能终端的空白。

　　2 设计依据及原则

　　2.1 差频并网合闸角的数学模型

　　2.1.1差频并网

　　发电机与系统的并网和已解列的两系统间联络线并网都属差频并网。按准同期条件并网需实现并列点两侧的电压相近、频率相近时在相差为0度时完成并网操作。

　　2.1.2同频并网

　　未解列两系统间的联络线并网属同频并网。这是因并列点两侧频率相同。但两侧会出现一个功角δ，δ的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。完成并网后并列点断路器两侧的功角消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统的运行方式及潮流重新分布后的影响。