專利名稱：發(fā)電機控制設(shè)備對電力系統(tǒng)振蕩影響的辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機控制設(shè)備對電力系統(tǒng)振蕩影響的辨識方法。
背景技術(shù)：
在互聯(lián)電力系統(tǒng)中，特定工況下的故障可能引起發(fā)電機轉(zhuǎn)子間的相對搖擺，相應(yīng)的輸電線路上可能發(fā)生大幅功率振蕩，從而威脅電力傳輸?shù)陌踩?。近年來國?nèi)外發(fā)生的多起振蕩事故表明，功率振蕩問題已經(jīng)成為互聯(lián)電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸之一。關(guān)于引發(fā)振蕩的原因，傳統(tǒng)負阻尼機理認為，高倍快速勵磁系統(tǒng)會削弱所在發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩，進而導(dǎo)致系統(tǒng)負阻尼模式的出現(xiàn)。最近各類文獻中的仿真研究也表明，勵磁系統(tǒng)中的勵磁設(shè)備(包括勵磁調(diào)節(jié)器AVR和勵磁機Exciter，下文統(tǒng)稱AVR)或者電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)的參數(shù)不當(dāng)可能導(dǎo)致系統(tǒng)大幅振蕩。顯然，如果能夠在線地定位振蕩源，就能夠為及時采取針對性措施抑制振蕩提供極大便利。目前不少學(xué)者已經(jīng)開始在這方面開展了研究。最初有學(xué)者定義了發(fā)電機能量來尋找強迫振蕩中干擾源所在的發(fā)電機組，并在此基礎(chǔ)上進一步發(fā)展了基于支路能量的方法，可通過量測線路狀態(tài)量對電力網(wǎng)絡(luò)中的能量流進行溯源，從而判斷振蕩源所在區(qū)域。在成功找到振蕩源所在發(fā)電機組之后，又有學(xué)者成功地根據(jù)機端母線量測找到了振蕩源所在的發(fā)電機內(nèi)部控制通道，即判斷振蕩源位于勵磁系統(tǒng)還是調(diào)速系統(tǒng)上?，F(xiàn)有的研究已經(jīng)可以將振蕩源定位工作深入到發(fā)電機內(nèi)部的控制系統(tǒng)，一般來說，控制系統(tǒng)是由若干控制設(shè)備以串聯(lián)或并聯(lián)的形式組成，例如現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)電機勵磁系統(tǒng)一般是由PSS和AVR串聯(lián)而成。因此很自然地，如果已經(jīng)確定振蕩源位于勵磁系統(tǒng)中，能否進一步判斷出振蕩源是位于此控制系統(tǒng)中何種設(shè)備上。實現(xiàn)這個目標(biāo)的關(guān)鍵點是辨識兩類控制設(shè)備即AVR和PSS在振蕩過程中的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種辨識發(fā)電機控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩的影響的方法，基于發(fā)電機在線量測信號，結(jié)合離線建模仿真的方法，計算不同控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩的影響指標(biāo)，從而據(jù)此判斷振蕩源位于何種控制設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電機控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩影響的辨識方法，包括以下步驟:(I)從相關(guān)建模報告中獲得AVR的控制函數(shù)框圖及控制參數(shù)，并利用離線建模工具搭建時域仿真分析模型；(2)從發(fā)電機銘牌中獲取以下參數(shù):T' d(l:d軸開路暫態(tài)時間常數(shù)，xd:d軸同步電抗，X' 軸瞬變電抗；(3)獲取時間段[ti，t2]內(nèi)如下物理量的在線量測值:Ut:發(fā)電機機端電壓幅值量測，Ef:發(fā)電機勵磁電壓，Ei q:發(fā)電機q軸瞬變電動勢；
(4)通過對(2)中量測值進行簡單處理得到以下參數(shù):UMf:AVR對機端電壓參考值的整定結(jié)果，Ef0:發(fā)電機勵磁電壓的穩(wěn)態(tài)值；(5)以Uref-Ut作為(I)中所搭建模型的輸入信號，在時間段[tp t2]進行仿真得到
輸出Ef—aw ；(6)按公式 Ef—pss=Ef-Ef(l_Ef—avr 計算 Ef—pss ；(7)對E',做數(shù)值微分得到其導(dǎo)數(shù)￡；然后根據(jù)公式五=￡；.-計算q軸空載電動勢Eq ；(8)對時間段[k t2]內(nèi)任一時間點τ，均按下式計算判斷勵磁控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩影響的指標(biāo):
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩影響的辨識方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)從相關(guān)建模報告中獲得AVR的控制函數(shù)框圖及控制參數(shù)，并利用離線建模工具搭建時域仿真分析模型；(2)從發(fā)電機銘牌中獲取以下參數(shù):T'd(l:d軸開路暫態(tài)時間常數(shù)，Xd:d軸同步電抗，X,d:d軸瞬變電抗； (3)獲取時間段[ti，t2]內(nèi)如下物理量的在線量測值:Ut:發(fā)電機機端電壓幅值量測，Ef:發(fā)電機勵磁電壓，E' q:發(fā)電機q軸瞬變電動勢； (4)通過對(2)中量測值進行簡單處理得到以下參數(shù):Uref:AVR對機端電壓參考值的整定結(jié)果，Eftl:發(fā)電機勵磁電壓的穩(wěn)態(tài)值； (5)以UMf-Ut作為(I)中所搭建模型的輸入信號，在時間段[Lt2]進行仿真得到輸出F.Lf_avr， (6)按公式Ef_pSS=Ef-Ef(l-Ef—avr 計算 Ef—pss ； (7)對E',做數(shù)值微分得到其導(dǎo)數(shù)鳥，然后根據(jù)公式盡=A計算q軸空載電動勢E“ (8)對時間段[kt2]內(nèi)任一時間點τ，均按下式計算判斷勵磁控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩影響的指標(biāo):
全文摘要
本發(fā)明提出一種發(fā)電機控制設(shè)備對系統(tǒng)振蕩影響的辨識方法，包括以下步驟首先獲取必要的發(fā)電機參數(shù)和勵磁設(shè)備控制模型，然后獲取有關(guān)的發(fā)電機量測信號，進而搭建勵磁設(shè)備模型并使用在線量測作為輸入進行仿真，得到相應(yīng)的仿真輸出，根據(jù)該輸出可以計算勵磁設(shè)備和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器分別對系統(tǒng)振蕩影響的指標(biāo)。本發(fā)明只需要對部分控制設(shè)備搭建仿真模型，對模型和參數(shù)的依賴程度低，并通過量測結(jié)合仿真的方法減小了系統(tǒng)分析的難度，可推廣到各種復(fù)雜模型、連接關(guān)系的控制系統(tǒng)中，具有很好的通用性。
文檔編號H02J3/24GK103178532SQ20131002563
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者沈沉, 李穎, 劉鋒 申請人:清華大學(xué)