[0001] 本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于励磁系统的发电机控制方法、装置及系统。

[0002] 相关技术中，励磁系统是发电机是水电厂核心控制系统之一，是保障电网稳定运行的重要基础。随着新能源不断地接入系统，对巨型水电机组运行的稳定性要求也越来越高，然而，目前励磁系统在控制发电机开停机过程中仍然存在稳定性较差的问题，导致开关机效率低，从而影响了电网运行的稳定性。

[0038] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

[0039] 在本公开实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开实施例。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

[0040] 应当理解，尽管在本公开实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”及“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

[0041] 此外，可以使用本公开实施例所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

[0042] 相关技术中，励磁系统是发电机是水电厂核心控制系统之一，是保障电网稳定运行的重要基础。随着新能源不断地接入系统，对巨型水电机组运行的稳定性要求也越来越高，然而，目前励磁系统在控制发电机开停机过程中仍然存在稳定性较差的问题，导致开关机效率低，从而影响了电网运行的稳定性。

[0043] 为了解决上述问题，本公开提供了一种基于励磁系统的发电机控制方法、装置及系统，通过在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第一预设时间节点的第一机端电压和第一转子电流；在第一机端电压不满足第一预设条件和/或第一转子电流不满足第二预设条件的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第二预设时间节点的第二机端电压，在第二机端电压不满足第一预设条件的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第三预设时间节点的第三机端电压，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤，从而提高了发电机的开机效率，进而提高了电网运行的稳定性。

[0044] 图1是根据一示例性实施例示出的一种基于励磁系统的发电机控制方法的流程图，如图1所示，需要说明的是，本公开实施例的基于励磁系统的发电机控制方法应用于基于励磁系统的发电机控制装置中。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

[0045] 步骤101，在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作。

[0046] 需要说明的是，起励是供给发电机初始励磁，使其逐步建立其电压的过程。起励的目的是为了使发电机能够逐步建立其电压，这是发电机正常运行前的必要步骤。

[0047] 在本公开一些实施例中，上述第一起励方式可以是残压起励方式。也即，利用发电机自身的残余电压来提供初始的励磁电流，从而帮助发电机建立电压，也即，为了提高起励建压的可靠性，首先采用基于电脉冲原理的宽脉冲群方式，如图2所示，为宽脉冲群，将可控硅全部导通(可控硅处于二极管工作模式)，不依赖外部电源成功完成发电机励磁的起励建压任务。

[0048] 在本公开一些实施例中，步骤101具体可以包括：在接收到至少一种开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作。

[0049] 其中，至少一种开启发电机指示是通过不同信号输出装置发送的。

[0050] 可以理解的是，由于网络抖动或者设备故障等原因，可能会导致某一开启发电机指示的信号无法被接收到，从而导致无法执行起励操作。

[0051] 在一个实施例中，可以采用多种信号输出装置发送开启发电机指示，在励磁系统接收到至少一种开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作，从而提高了开启发电机指示的冗余性，确保励磁系统能够及时接收到开启发电机指示。

[0052] 步骤102，获取发电机在第一预设时间节点的第一机端电压和第一转子电流。

[0053] 在本公开一个实施例中，第一预设时间节点可以是根据实际需求预先设定的时间节点，例如第一预设时间节点可以是执行起励操作后的第10秒。

[0054] 步骤103，在第一机端电压不满足第一预设条件和/或第一转子电流不满足第二预设条件的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作。

[0055] 在本公开一些实施例中，在第一机端电压小于额定机端电压值的第一预设占比值的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作。

[0056] 在本公开另一些实施例中，在第一转子电流小于额定励磁电流的第二预设占比值的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作。

[0057] 在本公开又一些实施例中，在第一机端电压小于额定机端电压值的第一预设占比值，并且第一转子电流小于额定励磁电流的第二预设占比值的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作。

[0058] 在一个实施例中，第二起励方式可以是交流起励方式。

[0059] 在本公开一些实施例中，在第一机端电压满足第一预设条件并且第一转子电流满足第二预设条件的情况下，完成发电机起励成功。

[0060] 步骤104，获取发电机在第二预设时间节点的第二机端电压，在第二机端电压不满足第一预设条件的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作。

[0061] 在本公开实施例中，第二预设时间节点可以是根据实际需求预先设定的时间节点，例如，第二预设时间节点可以是按照第二起励方式对发电机执行起励操作后的第8秒。

[0062] 在一个实施例中，在第二机端电压小于额定机端电压值的第一预设占比值的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作。

[0063] 在一个实施例中，第三起励方式可以是直流起励方式。

[0064] 在本公开一些实施例中，在第二机端电压满足第一预设条件的情况下，完成发电机起励成功。

[0065] 步骤105，获取发电机在第三预设时间节点的第三机端电压，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤。

[0066] 在本公开实施例中，第三预设时间节点可以是根据实际需求预先设定的时间节点，例如，第三预设时间节点可以是按照第三起励方式对发电机执行起励操作后的第8秒。

[0067] 在一个实施例中，在第三机端电压小于额定机端电压值的第一预设占比值的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤。

[0068] 在本公开一些实施例中，第一起励方式为残压起励方式，第二起励方式为交流起励方式，第三起励方式为直流起励方式。

[0069] 在本公开一些实施例中，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，完成发电机起励成功。

[0070] 在本公开一些实施例中，方法还可以包括以下步骤：

[0071] 步骤a1，在第一机端电压满足第一预设条件且第一转子电流满足第二预设条件的情况下，或者，在第二机端电压满足第一预设条件的情况下，或者，在第三机端电压满足第一预设条件的情况下，获取发电机在第四预设时间节点的第四机端电压。

[0072] 可以理解的是，在在第一机端电压满足第一预设条件且第一转子电流满足第二预设条件的情况下，或者，在第二机端电压满足第一预设条件的情况下，或者，在第三机端电压满足第一预设条件的情况下，发电机起励成功，但是发电机没有完全开启，此时需要继续执行发电机开启操作。

[0073] 在一个实施例中，在第一机端电压满足第一预设条件且第一转子电流满足第二预设条件的情况下，或者，在第二机端电压满足第一预设条件的情况下，或者，在第三机端电压满足第一预设条件的情况下，获取发电机在第四预设时间节点的第四机端电压，例如获取按照第一起励方式对发电机执行起励操作起第30秒的第四机端电压。

[0074] 步骤a2，在第四机端电压不满足第三预设条件的情况下，控制励磁系统逆变至初始状态，返回执行在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作。

[0075] 在一个实施例中，在第四机端电压小于额定机端电压的80％的情况下，说明在足够长的时间内发电机未能成功开机，控制励磁系统逆变至初始状态，返回执行在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作。从而能够及时停止不必要的耗时，重新进行起励操作。

[0076] 在本公开一些实施例中，方法还可以包括以下步骤：

[0077] 步骤b1，在接收到针对发电机的停机指示的情况下，降低发电机的机端电压。

[0078] 在一个实施例中，在接收到针对发电机的停机指示的情况下，励磁系统降低发电机的机端电压。

[0079] 步骤b2，获取发电机在第三预设时间节点的第五机端电压。

[0080] 在一个实施例中，第三时间节点可以是励磁系统开始降低发电机的机端电压后的某一时间节点，例如第三时间节点可以是励磁系统开始降低发电机的机端电压后的第10秒。

[0081] 步骤b3，在第五机端电压不满足第四预设条件的情况下，返回执行降低发电机的机端电压的步骤。

[0082] 在一个实施例中，在第五机端电压大于额定机端电压的预设占比值的情况下，例如第五机端电压大于额定机端电压的预设占比值的情况下，说明发电机的机端电压没有能够及时降低到预设值，难以完成停机操作，因此可以返回执行降低发电机的机端电压的步骤，直至第五机端电压满足第四预设条件。

[0083] 在本公开一些实施例中，步骤b1具体可以包括：在接收到至少一种发电机的停机指示的情况下，降低发电机的机端电压。

[0084] 其中，至少一种发电机的停机指示是通过不同信号输出装置发送的。

[0085] 可以理解的是，由于网络抖动或者设备故障等原因，可能会导致某一停机指示的信号无法被接收到，从而导致无法执行起励操作。

[0086] 在一个实施例中，可以采用多种信号输出装置发送停机指示，在励磁系统接收到至少一种停机指示的情况下，降低发电机的机端电压，从而提高了停机指示的冗余性，确保励磁系统能够及时接收到停机指示。

[0087] 在本公开一些实施例中，为了提高外部信号的可靠性、冗余性，采用双冗余信号作为判据条件，例如转速令(采用两种不同装置的信号节点)；

[0088] 在本公开另一些实施例中，为了优化停机流程，简化开关动作，预判式判断逻辑，提前发现问题，停机后立即为下次开机做好检查和准备。励磁系统停机后，励磁回路的开关保持在合闸位，减少不必要的动作条件；电制动停机后合上励磁回路合闸开关，为下次开机建压提前做好准备，若励磁回路合闸开关不在合闸位则报励磁系统不满足开机条件，提醒维护人员及时检查消除隐患，确保下次无隐患开机，

[0089] 在本公开又一些实施例中，对励磁系统开关分合进行冗余化配置、流程化操作和简约化控制。冗余化配置主要涉及以下两个方面：

[0090] 控制命令的冗余化，例如励磁系统中开关的分合闸操作，励磁测控装置发出开关合闸命令，若1S内未收到合闸信号，测控控制会再次发出合闸命令；

[0091] 开关位置的信号的双冗余独立配置，例如开关的分闸位置信号和合闸位置信号分别取自开关不同位置反馈信号，分别冗余后送入励磁测控装置，提高位置信号反馈的可靠性；流程化操作，开关分合有相关的逻辑顺序，比如投电制动逻辑：先分第一开关，第一开关分闸后合第二开关，第二开关合闸后合第三开关，以上操作结束后再进入电制动流程。另外，第一开关、第二开关、第三开关的分闸回路取消了本体位置信号，减少了中间环节，提高了开关分合闸控制的可靠性。

[0092] 根据本公开实施例提出的基于励磁系统的发电机控制方法，通过在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第一预设时间节点的第一机端电压和第一转子电流；在第一机端电压不满足第一预设条件和/或第一转子电流不满足第二预设条件的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第二预设时间节点的第二机端电压，在第二机端电压不满足第一预设条件的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第三预设时间节点的第三机端电压，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤，从而提高了发电机的开机效率，进而提高了电网运行的稳定性。

[0093] 图3是根据一示例性实施例示出的一种基于励磁系统的发电机控制装置框图。参照图3，该装置包括第一起励单元301，第一获取单元302，第二起励单元303，第三起励单元304和第一执行单元305。

[0094] 其中，第一起励单元301，用于在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作；

[0095] 第一获取单元302，用于获取发电机在第一预设时间节点的第一机端电压和第一转子电流；

[0096] 第二起励单元303，用于在第一机端电压不满足第一预设条件和/或第一转子电流不满足第二预设条件的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作；

[0097] 第三起励单元304，用于获取发电机在第二预设时间节点的第二机端电压，在第二机端电压不满足第一预设条件的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作；

[0098] 第一执行单元305，用于获取发电机在第三预设时间节点的第三机端电压，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤。

[0099] 在本公开一些实施例中，装置还包括：

[0100] 第二获取单元，用于在第一机端电压满足第一预设条件且第一转子电流满足第二预设条件的情况下，或者，在第二机端电压满足第一预设条件的情况下，或者，在第三机端电压满足第一预设条件的情况下，获取发电机在第四预设时间节点的第四机端电压；

[0101] 控制单元，用于在第四机端电压不满足第三预设条件的情况下，控制励磁系统逆变至初始状态，返回执行在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作。

[0102] 在本公开一些实施例中，装置还包括：

[0103] 降低单元，用于在接收到针对发电机的停机指示的情况下，降低发电机的机端电压；

[0104] 第三获取单元，用于获取发电机在第三预设时间节点的第五机端电压；

[0105] 第二执行单元，用于在第五机端电压不满足第四预设条件的情况下，返回执行降低发电机的机端电压的步骤。

[0106] 在本公开一些实施例中，第一起励方式为残压起励方式，第二起励方式为交流起励方式，第三起励方式为直流起励方式。

[0107] 在本公开一些实施例中，第一起励单元301具体可以用于：在接收到至少一种开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作；至少一种开启发电机指示是通过不同信号输出装置发送的。

[0108] 在本公开一些实施例中，降低单元具体可以用于：在接收到至少一种发电机的停机指示的情况下，降低发电机的机端电压；至少一种发电机的停机指示是通过不同信号输出装置发送的。

[0109] 关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

[0110] 根据本公开实施例提出的基于励磁系统的发电机控制装置，通过在接收到开启发电机指示的情况下，按照第一起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第一预设时间节点的第一机端电压和第一转子电流；在第一机端电压不满足第一预设条件和/或第一转子电流不满足第二预设条件的情况下，按照第二起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第二预设时间节点的第二机端电压，在第二机端电压不满足第一预设条件的情况下，按照第三起励方式对发电机执行起励操作；获取发电机在第三预设时间节点的第三机端电压，在第三机端电压不满足第一预设条件的情况下，控制发电机停机，返回执行按照第一起励方式对发电机执行起励操作的步骤，从而提高了发电机的开机效率，进而提高了电网运行的稳定性。

[0111] 图4是根据一示例性实施例示出的一种用于基于励磁系统的发电机控制的装置的框图。例如，装置400可以是电子设备，例如可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，平板设备，个人数字助理等。

[0112] 参照图4，装置400可以包括以下一个或多个组件：处理组件402，存储器404，电力组件406，多媒体组件408，音频组件410，输入/输出(I/O)的接口412，传感器组件414，以及通信组件416。

[0113] 处理组件402通常控制装置400的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件402可以包括一个或多个处理器420来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件402可以包括一个或多个模块，便于处理组件402和其他组件之间的交互。例如，处理组件402可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件408和处理组件402之间的交互。

[0114] 存储器404被配置为存储各种类型的数据以支持在设备400的操作。这些数据的示例包括用于在装置400上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器404可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

[0115] 电力组件406为装置400的各种组件提供电力。电力组件406可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置400生成、管理和分配电力相关联的组件。

[0116] 多媒体组件408包括在所述装置400和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件408包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备400处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

[0117] 音频组件410被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件410包括一个麦克风(MIC)，当装置400处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器404或经由通信组件416发送。在一些实施例中，音频组件410还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

[0118] I/O接口412为处理组件402和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

[0119] 传感器组件414包括一个或多个传感器，用于为装置400提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件414可以检测到设备400的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置400的显示器和小键盘，传感器组件414还可以检测装置400或装置400一个组件的位置改变，用户与装置400接触的存在或不存在，装置400方位或加速/减速和装置400的温度变化。传感器组件414可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件414还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件414还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器。

[0120] 通信组件416被配置为便于装置400和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置400可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件416经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。
在一个示例性实施例中，所述通信组件416还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

[0121] 在示例性实施例中，装置400可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

[0122] 在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器404，上述指令可由装置400的处理器420执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD‑ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

[0123] 在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被装置400的处理器420执行时实现上述方法。

[0124] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

[0125] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。