CN118100317A - 双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法，涉及抽水蓄能技术领域，系统中设置有机组协同控制器，以及与机组协同控制器分别通信连接的机组监控系统、调速器控制器和交流励磁调节器，且设置机组协同控制器包括第一控制器、第二控制器、人机交互模块、第一交换机和变送器，第一控制器、第二控制器和人机交互模块均与第一交换机电连接，变送器分别与第一控制器和第二控制器电连接，第一控制器和第二控制器通过冗余光纤连接；其中，第一控制器和第二控制器分时工作；通过上述结构的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，能够改善机组发电工况运行状态、并使水泵工况负荷可调，从而满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求。

Description

双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及抽水蓄能技术领域，特别是涉及一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法。

背景技术

目前光伏发电和风力发电相对成熟，但受天气等自然条件影响很大，存在很强的不确定性，主要指其多时空分布特征的波动性、随机性与间歇性。风力发电常常表现出逆向性，在中午的负荷高峰，风力发电出力较低，而在早晚的负荷低峰，风力发电出力较高。基于环境和可持续发展需求，都要求电网更多的吸纳新能源电力入网，但是新能源的上述特点，影响了电网吸纳的能力。

针对于上述问题，需要加大配套相应的储能设备，尽可能平衡新能源出力波动。目前所知蓄能技术主要有：抽水蓄能、风洞压缩空气、化学电池等。抽水蓄能是目前技术最成熟、应用最广泛、寿命周期最长、容量最大的大规模物理储能方式。从技术成熟性、适于大规模开发和经济性等方面考虑，抽水蓄能电站是目前电网比较适用的消峰填谷的方式。

抽水蓄能电站是一种重要的能量储存系统，具有容量效益，电量效益和动态效益。它担任的是电网历时很短的尖锋负荷，主要是充分使用其容量，动态效益也是从容量取得，机组常处于待命状态，提供备用电力供电网在紧急情况下使用。抽水蓄能电站与可再生能源结合使用，可弥补新能源波动性带来的不足，从而增强电网稳定性和可再生能源利用率。

目前，大多数已建抽水蓄能机组采用的都是常规水泵水轮机组，常规水泵水轮机其转速在运行时通常是一定的，抽水和发电工况的转速基本不变，只能在设计水头和流量条件下获得最佳性能。但是，在实际应用中，水泵水轮机可以双向运行，主要针对水泵工况设计，按照发电工况进行校核。这样造成水轮机不能在最优效率区运行，只能工作在偏工况区域，水泵水轮机的运行工况与常规水轮机有较大差异。单一转速和设计参数使得水泵水轮机在发电模式下运行效率较低。同时在抽水工况下，定频定速抽水蓄能机组由于转速不可调，抽水功率也不能调整。常规水泵水轮机难以适应快速变化的工况需求，导致其运行区间相对较窄，不能满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法。

第一方面，本申请提供一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，包括：

机组监控系统；

机组协同控制器，与所述机组监控系统通信连接；

调速器控制器，至少与所述机组协同控制器通信连接；

交流励磁调节器，至少与所述机组协同控制器通信连接；

所述机组协同控制器包括第一控制器、第二控制器、人机交互模块、第一交换机和变送器，所述第一控制器、所述第二控制器和所述人机交互模块均与所述第一交换机电连接，所述变送器分别与所述第一控制器和所述第二控制器电连接，所述第一控制器和所述第二控制器通过冗余光纤连接；其中，所述第一控制器和所述第二控制器分时工作。

在其中一个实施例中，所述变送器包括有功功率变送器和无功功率变送器。

在其中一个实施例中，还包括：

发电机组，与所述交流励磁调节器电连接；其中，所述发电机组采用双馈异步发电机；

水泵水轮机，与所述调速器控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述双馈异步发电机的定子连接电网；

所述双馈异步发电机的转子采用对称分布的三相励磁绕组，且所述三相励磁绕组与所述交流励磁调节器电连接。

在其中一个实施例中，所述机组监控系统、所述机组协同控制器、所述调速器控制器和所述交流励磁调节器分别布置于不同的盘柜中；

所述机组监控系统和所述机组协同控制器相邻布置。

在其中一个实施例中，所述机组监控系统、所述调速器控制器和所述交流励磁调节器分别布置于不同的盘柜中；

所述机组协同控制器集成于所述机组监控系统盘柜中，或，

所述机组协同控制器集成于所述调速器控制器盘柜中，或，

所述机组协同控制器集成于所述交流励磁调节器盘柜中。

在其中一个实施例中，还包括：

切换单元，一端与所述机组监控系统电连接，另一端分别与所述第一控制器和所述第二控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述机组监控系统还分别与所述调速器控制器和所述交流励磁调节器通信连接。

在其中一个实施例中，所述第一控制器和所述第二控制器中均包括扩展模块、电源模块、以太网模块、中央处理器模块和同步模块。

第二方面，本申请还提供一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法，应用于任一项所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统；所述双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统还包括水泵水轮机；

所述方法包括：

在机组协同控制器接收到机组监控系统传送的设备运行状态正常的情况下，判断水泵水轮机的运行工况；所述运行工况包括发电工况模式和电动工况模式；

基于所述水泵水轮机的所述运行工况，计算调速器控制器对应的第一目标控制信号和交流励磁调节器对应的第二目标控制信号；

向所述调速器控制器传送所述第一目标控制信号，并接收所述调速器控制器基于所述第一目标控制信号反馈的第一反馈信号；且向所述交流励磁调节器传送所述第二目标控制信号；并接收所述交流励磁调节器基于所述第二目标控制信号反馈的第二反馈信号。

上述本申请提供了一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统及其控制方法，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统中设置有机组协同控制器，以及与机组协同控制器分别通信连接的机组监控系统、调速器控制器和交流励磁调节器，且设置机组协同控制器包括第一控制器、第二控制器、人机交互模块、第一交换机和变送器，第一控制器、第二控制器和人机交互模块均与第一交换机电连接，变送器分别与第一控制器和第二控制器电连接，第一控制器和第二控制器通过冗余光纤连接；其中，第一控制器和第二控制器分时工作；通过上述结构的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，能够用于改善机组发电工况运行状态、并使水泵工况负荷可调，从而满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的一种示意图；

图2为本申请实施例提供的机组协同控制器盘柜的一种主视图；

图3为本申请实施例提供的机组协同控制器盘柜的一种后视图；

图4为本申请实施例提供的发电机组的一种关联结构图；

图5为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的盘柜布置的一种示意图；

图6为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的另一种示意图；

图7为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法的一种流程图；

图8为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法的另一种流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

现有技术中，大多数已建抽水蓄能机组采用的都是常规水泵水轮机组，常规水泵水轮机其转速在运行时通常是一定的，抽水和发电工况的转速基本不变，只能在设计水头和流量条件下获得最佳性能。水泵水轮机转速的公式为：，其中，/>(r/m)为水轮机的转速，/>(Hz)为电网频率，P为同步电机的磁极对数。但是，在实际应用中，水泵水轮机可以双向运行，主要针对水泵工况设计，按照发电工况进行校核。这样造成水轮机不能在最优效率区运行，只能工作在偏工况区域，水泵水轮机的运行工况与常规水轮机有较大差异。单一转速和设计参数使得水泵水轮机在发电模式下运行效率较低。同时在抽水工况下，定频定速抽水蓄能机组由于转速不可调，抽水功率也不能调整。常规水泵水轮机难以适应快速变化的工况需求，导致其运行区间相对较窄，不能满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求。

因此，可变速抽水蓄能机组是抽水蓄能技术发展的重要方向。目前，变速抽蓄技术中提供的全功率可变速抽蓄，可用于抽水蓄能系统中，使得在抽水和发电模式下实现了转速可调和功率可控的运行。但是，全功率变速抽蓄系统中，电机采用的是定子回路加装变流器实现变速，目前一般认为全功率可变速技术适用于100MW及以下容量的抽水蓄能电站。

图1为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的一种示意图，图2为本申请实施例提供的机组协同控制器盘柜的一种主视图，图3为本申请实施例提供的机组协同控制器盘柜的一种后视图，请参照图1-图3，本申请提供了一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，包括：

机组监控系统10；

机组协同控制器20，与机组监控系统10通信连接；

调速器控制器11，至少与机组协同控制器20通信连接；

交流励磁调节器12，至少与机组协同控制器20通信连接；

机组协同控制器20包括第一控制器PLC1、第二控制器PLC2、人机交互模块21、第一交换机22和变送器23，第一控制器PLC1、第二控制器PLC2和人机交互模块21均与第一交换机22电连接，变送器23分别与第一控制器PLC1和第二控制器PLC2电连接，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2通过冗余光纤连接；其中，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2分时工作。

具体地，本申请提供了一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，该系统中包括机组协同控制器20，以及与机组协同控制器20分别通信连接的机组监控系统10（机组LCU，Local Conrtol Unit）、调速器控制器11和交流励磁调节器12；其中，机组监控系统10是计算机监控系统的组成部分，接受计算机监控系统厂站层的AGC（自动发电量控制，Automatic Generation Control）、AVC（自动电压控制，Automatic Voltage Control）下发给本台机组的有功功率/频率给定和无功功率/电压给定；机组监控系统10与交流励磁调节器12、调速器控制器11协调调节机组有功功率/频率给定和无功功率/电压的调节，是其最基本的控制任务；机组协同控制器20与机组监控系统10通信，使机组控制层次明确简洁、控制结构简单，从而可靠性比较高。

如图2和图3所示出的，本申请提供一种机组协同控制器20可选择的设置结构为，包括第一控制器PLC1、第二控制器PLC2、人机交互模块21、第一交换机22和变送器23，具体可设置第一控制器PLC1、第二控制器PLC2、人机交互模块21均与第一交换机22电连接，变送器23分别与第一控制器PLC1和第二控制器PLC2电连接，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2通过冗余光纤连接；其中，人机交互模块21具体可选择人机交互触摸屏，便于用户通过人机交互触摸屏与机组协同控制器20进行交互；其中，可选择设置第一控制器PLC1和第二控制器PLC2分时工作，也即，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2作为机组协同控制器20中的两套主备可切换的PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）。

本申请提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，其中设置的机组协同控制器20用于协调机组监控系统10、调速器控制器11及交流励磁调节器12三者之间的关系，进而改善机组发电工况运行状态、并使水泵工况负荷可调。

此外，从机组监控系统10、机组协同控制器20、调速器控制器11及交流励磁调节器12之间的整体关系上来看，机组监控系统10负责传统的抽水蓄能机组启停机、并网等相关控制；并网后，与机组负荷（有功功率）、变速寻优有关的功能由机组协同控制器20负责，由机组协同控制器20将控制指令传递给调速器控制器11及交流励磁调节器12。

本申请提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100中设置有机组协同控制器20，以及与机组协同控制器20分别通信连接的机组监控系统10、调速器控制器11和交流励磁调节器12，且设置机组协同控制器20包括第一控制器PLC1、第二控制器PLC2、人机交互模块21、第一交换机22和变送器23，第一控制器PLC1、第二控制器PLC2和人机交互模块21均与第一交换机22电连接，变送器23分别与第一控制器PLC1和第二控制器PLC2电连接，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2通过冗余光纤连接；其中，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2分时工作；通过上述结构的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，能够用于改善机组发电工况运行状态、并使水泵工况负荷可调，从而满足水力发电系统中频繁改变转速和开度的需求。

请继续参照图1-图3，在一个示例性的实施例中，变送器23包括有功功率变送器231和无功功率变送器232。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，机组协同控制器20中的变送器23中可设置其包括有功功率变送器231和无功功率变送器232，用以根据第一控制器PLC1或第二控制器PLC2向变送器23传送的指令，以驱动有功功率变送器231或无功功率变送器232向调速器控制器11、交流励磁调节器12传送相关的指令信号。

图4为本申请实施例提供的发电机组的一种关联结构图，需要说明的是，图4中的“交流励磁系统”即为本申请的交流励磁调节器12，请参照图1和图4，在一个示例性的实施例中，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100还包括：

发电机组13，与交流励磁调节器12电连接；其中，发电机组13采用双馈异步发电机；

水泵水轮机（未示出），与调速器控制器11电连接。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100中还可进一步包括发电机组13和水泵水轮机，其中，可设置发电机组13与交流励磁调节器12电连接，发电机组13接收交流励磁调节器12传送来的励磁电流，以根据励磁电流执行相关的运转；可设置水泵水轮机与调速器控制器11电连接，水泵水轮机接收调速器控制器11传送来的指令，以根据接收到的指令执行相关速度的运转。

请继续参照图1和图4，在一个示例性的实施例中，双馈异步发电机的定子连接电网；

双馈异步发电机的转子采用对称分布的三相励磁绕组，且三相励磁绕组与交流励磁调节器12电连接。

具体地，本申请提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100中的发电机组13可采用双馈异步发电机，双馈异步发电机包括定子和转子，可选择设置定子连接电网，转子可选择采用对称分布的三相励磁绕组，且三相励磁绕组与交流励磁调节器12电连接。

基于此，本申请提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，其中的水泵水轮机可根据调速器控制器11传送的指令执行相关速度的运转，发电机组13可根据交流励磁调节器12传送来的励磁电流执行相关的运转；对应图1，调速器控制器11接收机组协同控制器20传送的导叶开度相关的指令，以及水泵水轮机转速相关的指令，交流励磁调节器12接收机组协同控制器20传送的发电机组13运转的转速相关的指令。因此，相较于定速抽蓄机组，本申请相当于提供了一种变速机组，变速机组由于其转速可调的特性，具有较宽的可运行区间，且变速机组可根据实际运行需求，选择不同的工况点，可以最大程度地提高机组能效，提升运行效率。此外，变速抽蓄机组可以在宽水头、变负荷工况实现寻优，运行效率和安全性更高，具备和新能源多时间尺度协调控制的能力，从而有利于提升系统的灵活调节能力与新能源消纳能力，为新型电力系统构建提供更好的支撑。

请继续参照图1和图4，还需要补充的是，本申请提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100采用的双馈异步发电机结构及交流励磁技术，在转子回路加装变流器容量占比相对较小，更适用于300MW及以上的大容量的抽水蓄能电站。其中，双馈电机定子侧连接电网，转子上采用对称分布的三相励磁绕组，并由变流器提供励磁电流，通过变流器调节转子侧电压或电流的幅值、频率和相位，可以快速调节机组的有功功率和无功功率。

需要说明的是，图4中的“发电/电动机”也即为本申请中的发电机组13，“交流励磁系统”也即为本申请中的交流励磁调节器12。图4中还示出了发电机组13的定子一侧通过主变与电网连接，且通过励磁变与交流励磁调节器12电连接，且在发电机组13与电网连接的电路上，还可进一步电连接一个开关f。

图5为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100的盘柜布置的一种示意图，请结合图1-图3和图5，在一个示例性的实施例中，机组监控系统10、机组协同控制器20、调速器控制器11和交流励磁调节器12分别布置于不同的盘柜中；

机组监控系统10和机组协同控制器20相邻布置。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，在厂房中，可选择将机组监控系统10、机组协同控制器20、调速器控制器11和交流励磁调节器12分别布置于不同的盘柜中，也即，可在厂房中设置有机组监控系统盘柜51、机组协同控制器盘柜50、调速器控制器盘柜52和交流励磁调节器盘柜53。

进一步地，可选择将机组监控系统盘柜51和机组协同控制器盘柜50在厂房中相邻设置，有利于提升机组监控系统10和机组协同控制器20之间的交互实时性。

此外，将机组协同控制器20独立设置在机组协同控制器盘柜50中，独立组屏（人机交互触摸屏），与机组监控系统10相邻布置；这种方式可以保证其功能相对独立，有利于提高系统的灵活性和可靠性，使得机组协同控制器20可以更好地适应不同场景下的控制需求；还有利于提高其与通信的其它模组之间的交互实时性，也有利于科研的开展，提升相关的工程进度；此外，独立布置可以降低系统之间的干扰，避免增加系统的复杂性，降低调试和维护成本，从而提高整个系统的稳定性和安全性。

请参照图2和图3，图2相当于示出了机组协同控制器盘柜50为前门单开门的一种开门正视图，其中，机组协同控制器盘柜50的前门打开后可以看到电源1和电源2，用以为机组协同控制器20提供电源，还包括HMI（Human Machine Interface，人机交互界面），也即人机交互触摸屏，以及第一控制器PLC1和第二控制器PLC2；机组协同控制器盘柜50的后门打开后可以看到有功功率变送器231和无功功率变送器232，以及交换机，该交换机即为前述的第一交换机22。

可参照图1和图5，在一个示例性的实施例中，示出一种和图5所示实施例并不同的实施例为，机组监控系统10、调速器控制器11和交流励磁调节器12分别布置于不同的盘柜中；

机组协同控制器20集成于机组监控系统盘柜51中，或，

机组协同控制器20集成于调速器控制器盘柜52中，或，

机组协同控制器20集成于交流励磁调节器盘柜53中。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，在厂房中，仅将机组监控系统10、调速器控制器11和交流励磁调节器12分别布置于不同的盘柜中，也即，在厂房中设置有机组监控系统盘柜51、调速器控制器盘柜52和交流励磁调节器盘柜53。可选择将机组协同控制器20集成于机组监控系统盘柜51中，或是，将机组协同控制器20集成于调速器控制器盘柜52中，或是，将机组协同控制器20集成于交流励磁调节器盘柜53中。也即，在厂房中不单独设置机组协同控制器的盘柜。

机组协同控制器20与调速器控制器11或交流励磁调节器12结合，可以确保机组协同控制器20与调速器控制器11或交流励磁调节器12之间的协同工作更加紧密；机组协同控制器20与调速器控制器11结合，有利于提高系统对机组转速、功率和开度调节的灵活性和准确性；机组协同控制器20与交流励磁调节器12结合，有利于提高系统对机组有功、无功和转速调节的灵活性和准确性。

此外，机组协同控制器20集成在机组监控系统盘柜51中的话，相当于机组协同控制器20与机组监控系统10合并，或是作为机组监控系统10的延伸，有利于使机组控制层次明确简洁、控制结构简单，从而使得系统的可靠性提高。机组协同控制器20和机组监控系统10的配合，可以通过多次的实践应用、运行数据和优化调试，来提升相应的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100的性能和稳定性。

需要补充的是，机组协同控制器20集成在机组监控系统10、或调速器控制器11、或交流励磁调节器12中，还是机组协同控制器20相对于机组监控系统10、调速器控制器11、交流励磁调节器12单独设置，本申请对此均不作具体限定，机组协同控制器20的布置需要考虑机组的特点、系统的复杂性、通讯需求以及现场布置条件等因素，以确保能够最大限度地实现各系统之间的协同工作、通信稳定以及整体控制效果即可。

请参照图1，在一个示例性的实施例中，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100还包括：

切换单元（未示出），一端与机组监控系统10电连接，另一端分别与第一控制器PLC1和第二控制器PLC2电连接。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100中的机组协同控制器20中还可进一步设置切换单元，可选择设置该切换单元的一端与机组监控系统10电连接，另一端分别与第一控制器PLC1和第二控制器PLC2电连接，根据需求通过切换单元以控制在一个运行时间段内，是第一控制器PLC1在工作还是第二控制器PLC2在工作，以实现对于第一控制器PLC1和第二控制器PLC2分时工作的控制。

请继续参照图1，在一个示例性的实施例中，机组监控系统10还分别与调速器控制器11和交流励磁调节器12通信连接。

具体地，本申请还提供一种可选择的实施方式为，除了设置机组监控系统10通过机组协同控制器20分别和调速器控制器11和交流励磁调节器12通信连接之外，还可进一步设置机组监控系统10与调速器控制器11直接通信连接，且设置机组监控系统10与交流励磁调节器12直接通信连接；如图1所示出的，无功功率/电压给定可通过机组监控系统10分别和调速器控制器11、交流励磁调节器12的直接通信连接实现信息的交互。

图6为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的另一种示意图，请参照图1和图6，在一个示例性的实施例中，第一控制器PLC1和第二控制器PLC2中均包括扩展模块、电源模块、以太网模块、中央处理器模块（CPU模块，Central Processing Unit模块）和同步模块。

需要补充的是，图6中示出的CPUA和CPUB相当于第一控制器PLC1和第二控制器PLC2。CPUA和CPUB通过以太网连接的I/O（Input/Output，输入/输出）设备中可包括扩展模块、电源模块、DI模块、DO模块、AI模块和AO模块，其中，DI模块是一种输入模块，它可以接收外部信号，将外部信号转换成有效的控制信号，并将其输出给DO模块；DO模块是一种输出模块，它接收DI模块发出的控制信号，并将其转换成有效的控制指令，以控制外部设备。进一步地，AI可表示的是模拟量输入，AO可表示的是模拟量输出，DI可表示的是数字量输入，DO可表示的是数字量输出。

还需要补充的是，图6中的调速器系统交换机用于表征调速器控制器的交换机，机组LCU现地设备交换机，用于表征机组监控系统的交换机，励磁系统交换机用于表征交流励磁调节器的交换机，协同控制器交换机用于表征第一交换机22。

图7为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法的一种流程图，图8为本申请实施例提供的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法的另一种流程图，请结合图1-图6参照图7和图8，基于同一发明构思，本申请还提供了一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100的控制方法，应用于双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100，该双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100为本申请提供的任一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100；双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100还包括水泵水轮机；

双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100的控制方法可至少包括步骤101-步骤103，其中：

步骤101，在机组协同控制器20接收到机组监控系统10传送的设备运行状态正常的情况下，判断水泵水轮机的运行工况；运行工况包括发电工况模式和电动工况模式；

步骤102，基于水泵水轮机的运行工况，计算调速器控制器11对应的第一目标控制信号和交流励磁调节器12对应的第二目标控制信号；

步骤103，向调速器控制器11传送第一目标控制信号，并接收调速器控制器基于第一目标控制信号反馈的第一反馈信号；且向交流励磁调节器12传送第二目标控制信号；并接收交流励磁调节器12基于第二目标控制信号反馈的第二反馈信号。

具体地，双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统100的控制方法可通过执行上记步骤101-步骤103实现，其中，步骤102执行的内容具体为，机组协同控制器20基于水泵水轮机的运行工况，计算调速器控制器11对应的第一目标控制信号和交流励磁调节器12对应的第二目标控制信号；步骤103执行的内容具体为，机组协同控制器20向调速器控制器11传送计算好的第一目标控制信号，而后机组协同控制器20等待并接收调速器控制器基于执行第一目标控制信号之后反馈的第一反馈信号；且机组协同控制器20向交流励磁调节器12传送计算好的第二目标控制信号，而后机组协同控制器20等待并接收交流励磁调节器12基于执行第二目标控制信号之后反馈的第二反馈信号。

图8示出的即为机组协同控制器20接收机组监控系统10控制指令及相关特征值参数，在设备正常运行状态下，计算最优控制目标参数并下发给调速器控制器11（调速器）和交流励磁调节器12（励磁系统）。且图8中还示出了，在设备运行状态不正常的情况下，机组协同控制器20可以发出设备异常报警。图8中的机组水轮机方向也即是图7中步骤101所执行的判断水泵水轮机的运行工况。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，包括：

机组监控系统；

机组协同控制器，与所述机组监控系统通信连接；

调速器控制器，至少与所述机组协同控制器通信连接；

交流励磁调节器，至少与所述机组协同控制器通信连接；

所述机组协同控制器包括第一控制器、第二控制器、人机交互模块、第一交换机和变送器，所述第一控制器、所述第二控制器和所述人机交互模块均与所述第一交换机电连接，所述变送器分别与所述第一控制器和所述第二控制器电连接，所述第一控制器和所述第二控制器通过冗余光纤连接；其中，所述第一控制器和所述第二控制器分时工作。

2.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述变送器包括有功功率变送器和无功功率变送器。

3.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，还包括：

发电机组，与所述交流励磁调节器电连接；其中，所述发电机组采用双馈异步发电机；

水泵水轮机，与所述调速器控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述双馈异步发电机的定子连接电网；

所述双馈异步发电机的转子采用对称分布的三相励磁绕组，且所述三相励磁绕组与所述交流励磁调节器电连接。

5.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述机组监控系统、所述机组协同控制器、所述调速器控制器和所述交流励磁调节器分别布置于不同的盘柜中；

所述机组监控系统和所述机组协同控制器相邻布置。

6.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述机组监控系统、所述调速器控制器和所述交流励磁调节器分别布置于不同的盘柜中；

所述机组协同控制器集成于所述机组监控系统盘柜中，或，

所述机组协同控制器集成于所述调速器控制器盘柜中，或，

所述机组协同控制器集成于所述交流励磁调节器盘柜中。

7.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，还包括：

切换单元，一端与所述机组监控系统电连接，另一端分别与所述第一控制器和所述第二控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述机组监控系统还分别与所述调速器控制器和所述交流励磁调节器通信连接。

9.根据权利要求1所述的双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统，其特征在于，

所述第一控制器和所述第二控制器中均包括扩展模块、电源模块、以太网模块、中央处理器模块和同步模块。

10.一种双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9之任一项所述双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统；所述双馈可变速抽水蓄能机组协同控制系统还包括水泵水轮机；

所述方法包括：

在机组协同控制器接收到机组监控系统传送的设备运行状态正常的情况下，判断水泵水轮机的运行工况；所述运行工况包括发电工况模式和电动工况模式；

基于所述水泵水轮机的所述运行工况，计算调速器控制器对应的第一目标控制信号和交流励磁调节器对应的第二目标控制信号；

向所述调速器控制器传送所述第一目标控制信号，并接收所述调速器控制器基于所述第一目标控制信号反馈的第一反馈信号；且向所述交流励磁调节器传送所述第二目标控制信号；并接收所述交流励磁调节器基于所述第二目标控制信号反馈的第二反馈信号。