一种应急供电场景下发电机组快速组网协同方法及系统与流程

本发明涉及应急供电及发电机组并联运行控制，尤其涉及一种应急供电场景下发电机组快速组网协同方法及系统。

背景技术：

1、在应急供电及发电机组并联运行控制技术领域内，多台发电机组的现有方案通常依赖预设主控制模块、并机柜、总线通信、人工参数设定或固定功率分配规则进行控制，并通过电压、电流、频率、断路器状态和机组运行参数完成基础运行。此类方案在固定场站、固定发电电路或预先接入的直流母线场景下通常完成启停控制、功率调节、并机接入和母线参数监测，但在应急供电任务中临时接入多个发电机组的场景下，容易出现机组状态信息有效性不一致、主控机组关系不清、并机准入边界与功率分配对象衔接不连续等限制。

2、现有方案多依赖固定主控制模块、预设优先级、额定功率、使用功率或单一母线参数进行处理。当应急供电任务变化、发电机组临时加入或退出、燃油余量变化、通信质量波动、故障状态出现或用电负载变化时，机组状态确认环节、并机准入环节、功率分配环节和执行反馈环节之间缺少稳定衔接，容易造成候选机组与实际可投入机组不一致、功率分配对象与执行反馈记录不对应、异常机组切出与剩余发电机组承接能力不匹配。

3、针对组网指令、机组状态信息、并机准入状态、功率分配方案、执行反馈记录和异常状态的联合处理，现有技术仍存在状态绑定、准入判定、功率修正、异常切出和重分配记录等环节中的共性短板。因此，需要围绕应急供电任务下多个发电机组的组网协同控制，解决在应急供电任务下基于组网指令和机组状态信息，通过主控关系形成、并机准入、功率分配修正和剩余容量承接处理，形成负载重分配方案的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应急供电场景下发电机组快速组网协同方法，包括：

2、s100、接收组网指令和多个发电机组经无线通信链路广播的机组状态信息，按任务标识、机组标识和状态有效期绑定，生成组网任务上下文和候选机组集合；

3、s200、基于所述候选机组集合进行主控协商确定主控机组，并根据并机准入状态筛选所述候选机组集合，生成可投入机组集合；

4、s300、基于所述可投入机组集合、总负载需求、备用裕度、额定功率、燃油余量和可用功率上限生成功率分配方案，并下发至所述可投入机组集合中的从机组；

5、s400、接收所述从机组的执行反馈记录，基于母线电压、母线频率和所述执行反馈记录修正所述功率分配方案；在所述可投入机组集合中的发电机组存在异常状态时，进行剩余容量承接校验，生成负载重分配方案并控制所述异常状态对应的发电机组切出。

6、进一步地，所述机组状态信息包括机组标识、额定功率、当前输出功率、燃油余量、位置、故障状态、通信质量、心跳状态和状态版本号；

7、所述组网指令包括任务标识、总负载需求和备用裕度。

8、进一步地，所述组网任务上下文包括任务标识、候选机组集合、总负载需求、备用裕度和状态版本号；

9、所述候选机组集合的生成包括：将任务标识匹配、处于状态有效期内、心跳状态未超过心跳超时阈值、故障状态未达到异常等级且燃油余量高于燃油余量阈值的发电机组写入所述候选机组集合。

10、进一步地，所述主控协商包括：按照额定功率、可用功率上限、燃油余量、通信质量和故障状态计算主控评分；

11、将所述主控评分排序第一的发电机组确定为所述主控机组，将所述主控评分排序第二的发电机组确定为备用主控机组，生成主控协商结果。

12、进一步地，当所述主控机组的心跳状态超过心跳超时阈值或故障状态达到异常等级时，由所述备用主控机组读取最近一次状态回写记录，并将所述备用主控机组写入新的主控协商结果。

13、进一步地，所述并机准入状态根据输出电压、输出频率、相序一致性、同期允许状态、断路器状态和控制模式状态生成；

14、所述主控机组将并机准入状态为准入的发电机组写入所述可投入机组集合。

15、进一步地，所述功率分配方案的生成包括：根据所述总负载需求和所述备用裕度计算待分配功率；

16、按照所述额定功率、所述燃油余量、所述可用功率上限、最小稳定输出功率和最大爬坡速率确定目标输出功率，并将所述目标输出功率、方案版本号和机组标识写入所述功率分配方案。

17、进一步地，所述执行反馈记录包括方案版本号、机组标识、指令确认状态、实际输出功率、输出电压、输出频率和断路器状态；

18、所述主控机组根据所述实际输出功率与所述目标输出功率的偏差、母线电压偏差和母线频率偏差生成母线参数偏差记录，并基于所述母线参数偏差记录修正所述功率分配方案。

19、进一步地，所述异常状态包括燃油余量低于燃油余量阈值、故障状态达到异常等级、心跳状态超过心跳超时阈值或输出功率偏差持续超限；

20、所述剩余容量承接校验包括计算剩余发电机组的可用功率上限之和与总负载需求和备用裕度之和的差值，并将所述差值和最大爬坡速率写入剩余容量承接结果；

21、所述负载重分配方案包括异常状态对应的发电机组标识、剩余发电机组标识、承接功率和切出动作。

22、进一步地，一种应急供电场景下发电机组快速组网协同系统，包括：组网任务生成模块、主控准入模块、功率分配模块、执行反馈修正模块、异常重分配模块；所述系统用于实现上述任一项所述的方法。

23、本发明的关键创新点包括：

24、（1）将组网指令与多个发电机组经无线通信链路广播的机组状态信息按任务标识、机组标识和状态有效期进行绑定，形成组网任务上下文和候选机组集合，使应急供电任务、机组状态信息和候选发电机组之间形成同一状态记录链路。

25、（2）基于所述候选机组集合进行主控协商确定主控机组，并根据输出电压、输出频率、相序一致性、同期允许状态、断路器状态和控制模式状态形成并机准入状态，将满足并机准入状态的发电机组写入可投入机组集合。

26、（3）基于所述可投入机组集合、总负载需求、备用裕度、额定功率、燃油余量和可用功率上限生成功率分配方案，并结合机组的执行反馈记录、母线电压和母线频率对所述功率分配方案进行修正；在发电机组存在异常状态时，基于剩余容量承接校验生成负载重分配方案并控制异常状态对应的发电机组切出。

27、以下为其主要的有益效果：

28、（1）针对应急供电任务中临时接入的发电机组状态有效性不一致的问题，通过任务标识、机组标识和状态有效期对组网指令与机组状态信息进行绑定，使候选机组集合具有与当前应急供电任务对应的状态基础，便于后续主控协商和并机准入调用同一组网任务上下文。

29、（2）针对现有方案中主控关系不清、候选机组与实际可投入机组边界不连续的问题，通过候选机组集合进行主控协商，并利用并机准入状态筛选形成可投入机组集合，使功率分配方案的生成对象限定在已完成主控关系确认和并机准入判定的发电机组范围内。

30、（3）针对异常机组切出与剩余发电机组承接能力不匹配的问题，通过执行反馈记录、母线电压和母线频率修正功率分配方案，并在异常状态下进行剩余容量承接校验后生成负载重分配方案，使异常机组切出动作与剩余发电机组的可用功率上限、备用裕度和承接状态形成对应关系。