一種次同步振蕩監(jiān)測系統和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及次同步振蕩監(jiān)測技術，具體地，涉及一種次同步振蕩監(jiān)測系統和方法。
【背景技術】
[0002]次同步振蕩是電力系統穩(wěn)定問題之一，隨著世界各國電力系統的發(fā)展，特別是隨著我國高電壓、大容量、長距離交直流輸電的不斷建設和規(guī)模化可再生能源的并網發(fā)電，使得由傳統次同步振蕩帶來的新問題和新的次同步振蕩現象相繼出現，這給電力系統的穩(wěn)定性研究又帶來了新的挑戰(zhàn)。例如，在大型火電機組集群經高壓直流輸電線路與交流混合的串聯補償線路送出時，可能引起頻繁超越發(fā)電機軸系累積閾值的收斂型次同步振蕩問題，進而造成汽輪發(fā)電機組的軸系損壞。
[0003]目前，許多電廠加裝了故障監(jiān)測保護裝置來監(jiān)視次同步振蕩情況，但裝置大多功能比較單一，測量精度不夠，不能達到很好的監(jiān)測次同步振蕩的效果。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種次同步振蕩監(jiān)測系統和方法，用于解決有效監(jiān)測次同步振蕩的問題。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種次同步振蕩監(jiān)測系統，該系統包括數據處理設備以及以下至少一者:轉速測速設備，與發(fā)電機連接，用于測量所述發(fā)電機的轉速；以及電氣量傳感器，連接至與所述發(fā)電機出口連接的降壓變壓器的二次側，用于測量該降壓變壓器的二次側的電氣量，其中，所述數據處理設備與所述轉速測速設備和/或所述電氣量傳感器連接，用于在所述發(fā)電機的轉速和/或所述降壓變壓器的二次側的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0006]優(yōu)選地，所述數據處理設備包括:電氣量轉換裝置，連接至所述電氣量傳感器，用于將所測量的降壓變壓器的二次側的電氣量標準化至預定范圍；AD轉換裝置，連接至所述電氣量轉換裝置，用于對標準化之后的電氣量進行AD轉換；以及處理裝置，與所述AD轉換設備連接，用于在AD轉換后的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，所述電氣量異常為所述電氣量處于預定電氣量范圍之外。
[0007]優(yōu)選地，所述數據處理設備包括:差值計算模塊，與所述轉速測速設備連接，用于將所測量的發(fā)電機的轉速與預定轉速求差，得到轉速偏差值；模態(tài)濾波器，與所述差值計算模塊連接，用于對所述轉速偏差值進行過濾，以得到扭振分量；以及處理裝置，與所述模態(tài)濾波器連接，用于在所述扭振分量大于預定扭振分量的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0008]優(yōu)選地，所述數據處理設備包括:計算裝置，用于根據所述電氣量計算有功功率和/或無功功率；以及處理裝置，與所述計算裝置連接，用于在所述有功功率處于預定的有功功率范圍之外和/或所述無功功率處于預定的無功功率范圍之外的情況下發(fā)出預警或故障信號O
[0009]優(yōu)選地，所述數據處理設備包括:處理裝置，與所述轉速測速設備連接，用于在所述發(fā)電機的轉速處于預定的轉速范圍之外的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0010]優(yōu)選地，該系統還包括:錄波板，連接至所述數據處理設備，用于記錄并顯示所述發(fā)電機的轉速和/或所述降壓變壓器的二次側的電氣量。
[0011]相應地，本發(fā)明還提供了一種次同步振蕩監(jiān)測方法，該方法包括:測量發(fā)電機的轉速和與所述發(fā)電機出口連接的降壓變壓器的二次側的電氣量；以及在所述發(fā)電機的轉速和/或所述降壓變壓器的二次側的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0012]優(yōu)選地，在所述降壓變壓器的二次側的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號包括:將所測量的降壓變壓器的二次側的電氣量標準化至預定范圍；對標準化之后的電氣量進行AD轉換；以及在AD轉換后的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，所述電氣量異常為所述電氣量處于預定電氣量范圍之外，所述電氣量異常為所述電氣量處于預定電氣量范圍之外。
[0013]優(yōu)選地，在所述發(fā)電機的轉速異常的情況下發(fā)出預警或故障信號包括:將所測量的發(fā)電機的轉速與預定轉速求差，得到轉速偏差值；對所述轉速偏差值進行過濾，以得到扭振分量；以及在所述扭振分量大于預定扭振分量的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0014]優(yōu)選地，該方法還包括:根據所述電氣量計算有功功率和無功功率；以及在所述有功功率處于預定的有功功率范圍之外和/或所述無功功率處于預定的無功功率范圍之外的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0015]優(yōu)選地，在所述發(fā)電機的轉速異常的情況下發(fā)出預警或故障信號包括:在所述發(fā)電機的轉速處于預定的轉速范圍之外的情況下發(fā)出預警或故障信號。
[0016]優(yōu)選地，該方法還包括:記錄并顯示所述發(fā)電機的轉速和/或所述降壓變壓器的二次側的電氣量。
[0017]通過上述技術方案，本發(fā)明對發(fā)電機的轉速和與發(fā)電機出口連接的降壓變壓器的二次側的電氣量進行實時監(jiān)測，在其異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，從而可以判斷是否存在次同步振蕩，通過本發(fā)明提供的技術方案可以達到很好的監(jiān)測次同步振蕩的效果。
[0018]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0019]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0020]圖1是本發(fā)明提供的次同步振蕩監(jiān)測系統的框圖；
[0021]圖2是本發(fā)明提供的包括數據處理設備的具體處理結構的次同步振蕩監(jiān)測系統的框圖；以及
[0022]圖3是本發(fā)明提供的次同步振蕩監(jiān)測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0024]圖1是本發(fā)明提供的次同步振蕩監(jiān)測系統的框圖，如圖1所示，該系統包括數據處理設備，以及轉速測速設備和/或電氣量傳感器，也就是說本發(fā)明提供的次同步振蕩監(jiān)測系統可以僅包括轉速測速設備或僅包括電氣量傳感器，也可以包括轉速測速設備和電氣量傳感器。
[0025]轉速測速設備與發(fā)電機連接，用于測量發(fā)電機的轉速。電氣量傳感器連接至與發(fā)電機出口連接的降壓變壓器的二次側，用于測量該降壓變壓器的二次側的電氣量。數據處理設備與轉速測速設備和/或電氣量傳感器連接，用于在發(fā)電機的轉速和/或降壓變壓器的二次側的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號。具體來說，在數據處理設備僅連接了轉速測速設備的情況下，該數據處理設備在發(fā)電機的轉速異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，在數據處理設備僅連接了電氣量傳感器的情況下，該數據處理設備在降壓變壓器的二次側的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，在數據處理設備連接了轉速測速設備和電氣量傳感器的情況下，該數據處理設備在發(fā)電機的轉速和降壓變壓器的二次側的電氣量均異常的情況下發(fā)出預警或故障信號。這里，本領域技術人員應當理解，一般情況下，如果存在次同步振蕩，發(fā)電機的轉速和降壓變壓器的二次側的電氣量均會出現異常，然而也有可能出現如轉速測速設備或電氣量傳感器故障等特殊情況，所以，在實際操作中，即使數據處理設備與轉速測速設備和電氣量傳感器均連接，也可以僅發(fā)電機的轉速或在僅通過降壓變壓器的二次側的電氣量中的一者出現異常的情況下就發(fā)出預警或故障信號。
[0026]其中，對發(fā)電機的轉速和降壓變壓器的二次側的電氣量需要進行處理才可以對其進行異常判斷，因而針對不同的物理量，數據處理設備通過不同的裝置來進行處理，下面將結合圖2對該部分內容進行闡述。圖2是本發(fā)明提供的包括數據處理設備的具體處理結構的次同步振蕩監(jiān)測系統的框圖。
[0027]如圖2所示，數據處理設備可以包括電氣量轉換裝置和AD (模數)轉換裝置，電氣量轉換裝置連接至電氣量傳感器，用于將所測量的降壓變壓器的二次側的電氣量標準化至預定范圍(為了便于計算)，AD轉換裝置連接至電氣量轉換裝置，用于對標準化之后的電氣量進行AD轉換，處理裝置與AD轉換設備連接，用于在AD轉換后的電氣量異常的情況下發(fā)出預警或故障信號，其中電氣量異常為電氣量處于預定電氣量范圍之外。也就是說，在電氣量異常的情況下可以判斷存在次同步振蕩。
[0028]需要說明的是，本發(fā)明中描述的電氣量可以是電壓、電流，本領域技術人員應當理解，這里所描述的“電氣量處于預定電氣量范圍之外”應當是單獨對比，也就是說，在電氣量為電壓的情況下，電氣量異常為電壓處于預定電壓范圍之外，在電氣量為電流的情況下，電氣量異常為電流處于預定電壓范圍之外，在電氣量包括電壓和電流的情況下，電氣量異常為電壓處于預定電壓范圍之外和/或電流處于預定電壓范圍之外。當然，本發(fā)明不限于此，這里的電氣量也可以包括出電壓、電流以外的其他電氣量。
[0029]如圖2所示，數據處理設備還可以包括差值計算模塊、模態(tài)濾波器和處理裝置，差值計算模塊與轉速測速設備連接，用于將所測量的發(fā)電機的轉速與預定轉速求差，得到轉速偏差值；模態(tài)濾波器與差值計算模塊連接，用于對轉速偏差值進行過濾，以得到扭振分量；處理裝置與模態(tài)濾波器連接，用于在模態(tài)濾波器輸出的扭振分量大于預定的扭