本發(fā)明涉及發(fā)電機技術領域，尤其涉及一種低勵限制參數(shù)整定方法和裝置。

背景技術：

隨著發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的發(fā)展，其輔助限制環(huán)節(jié)不斷優(yōu)化，低勵限制(UEL)是其中較為重要的一種限制環(huán)節(jié)，在各大電廠中廣泛應用。低勵限制在應用中最常見的問題就是：由于低勵限制的各種參數(shù)設定不合理導致低勵限制的動作破壞發(fā)電機系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。目前，電廠中整定低勵限制參數(shù)的方法多為采用默認參數(shù)后，在幾種運行工況下加深無功功率的進相深度，觸發(fā)低勵限制動作，觀察其動作后系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該方法不具有普遍適應性，并且當?shù)蛣钕拗茀?shù)不合理時不易找出設定不合理的參數(shù)變量，為參數(shù)整定造成一定難度。

現(xiàn)有低勵限制的現(xiàn)場參數(shù)整定一般為在低勵限制曲線上取不同工況下的運行點進行檢測。將初始運行點設定在曲線內(nèi)部，臨近無功功率邊界值，通過在發(fā)電機機端作電壓下階躍或并聯(lián)電容的方式加大無功功率的進相深度，觀察低勵限制能否正常動作以及動作后系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。若系統(tǒng)各電氣量不能快速收斂，則需要分析導致系統(tǒng)不穩(wěn)的原因，從而相應的修改低勵限制參數(shù)。

采用該技術的方法不能保證各種工況下低勵限制均能正常動作。一旦發(fā)生振蕩不能夠迅速分析出低勵限制不合理的參數(shù)變量，需要多次試驗尋找不合理的參數(shù)，在參數(shù)修正上也有很大困難。并且，在實際電網(wǎng)中試驗有一定的風險，不能進相過深或弱化系統(tǒng)阻尼，否則可能導致與該發(fā)電機組相連的電網(wǎng)發(fā)生振蕩。所以，該檢測方法存在一定的局限性。

因此，亟需更適用于現(xiàn)場低勵限制參數(shù)整定的方法，使得低勵限制在勵磁系統(tǒng)中發(fā)揮更好的作用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種低勵限制參數(shù)整定方法和裝置，以應用于現(xiàn)場實際電網(wǎng)，使發(fā)電機的低勵限制在勵磁系統(tǒng)中發(fā)揮更好的作用。

本發(fā)明提供一種低勵限制參數(shù)整定方法，包括：通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線；在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線；利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線；利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定。

一個實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線，包括：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與勵磁電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第一特性曲線。

一個實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線，包括：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與低勵限制輸出電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第二特性曲線。

一個實施例中，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線，包括：通過掃頻設備對所述等效傳遞函數(shù)添加所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的擾動，并記錄所述等效傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第一特性曲線。

一個實施例中，在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線，包括：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，通過Matlab軟件在所述設定頻率范圍內(nèi)不斷改變所述設定傳遞函數(shù)中的頻率變量的值，并獲取所述設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第二特性曲線。

一個實施例中，利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，包括：通過將所述第一特性曲線在各頻率下的等效傳遞函數(shù)的值和所述第二特性曲線在相應頻率下的設定傳遞函數(shù)的值相乘，得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線，作為所述奈奎斯特曲線。

一個實施例中，利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定，包括：根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)；若所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)整所述低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

一個實施例中，調(diào)整所述低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，包括：通過多次修改所述低勵限制參數(shù)，獲取在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線，并確定在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸的交點的位置變化規(guī)律；根據(jù)所述位置變化規(guī)律調(diào)整所述發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)，并在調(diào)整后的低勵限制參數(shù)下重新獲取第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和重新獲取的第二特性曲線重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

一個實施例中，所述設定頻率范圍為0Hz～5Hz。

本發(fā)明還一種低勵限制參數(shù)整定裝置，包括：等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線；設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，用于執(zhí)行：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線；奈奎斯特曲線獲取單元，用于執(zhí)行：利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線；低勵限制參數(shù)整定單元，用于執(zhí)行：利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定。

一個實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，包括：第一等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與勵磁電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第一特性曲線。

一個實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，包括：第二等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與低勵限制輸出電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第二特性曲線。

一個實施例中，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，包括：第三等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻設備對所述等效傳遞函數(shù)添加所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的擾動，并記錄所述等效傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第一特性曲線。

一個實施例中，所述設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，包括：設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，通過Matlab軟件在所述設定頻率范圍內(nèi)不斷改變所述設定傳遞函數(shù)中的頻率變量的值，并獲取所述設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第二特性曲線。

一個實施例中，所述奈奎斯特曲線獲取單元，包括：奈奎斯特曲線獲取模塊，用于執(zhí)行：通過將所述第一特性曲線在各頻率下的等效傳遞函數(shù)的值和所述第二特性曲線在相應頻率下的設定傳遞函數(shù)的值相乘，得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線，作為所述奈奎斯特曲線。

一個實施例中，所述低勵限制參數(shù)整定單元，包括：發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷模塊，用于執(zhí)行：根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)；低勵限制參數(shù)整定模塊，用于執(zhí)行：若所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)整所述低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

一個實施例中，所述低勵限制參數(shù)整定模塊，包括：交點的位置變化規(guī)律獲取模塊，用于執(zhí)行：通過多次修改所述低勵限制參數(shù)，獲取在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線，并確定在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸的交點的位置變化規(guī)律；低勵限制參數(shù)調(diào)整模塊，用于執(zhí)行：根據(jù)所述位置變化規(guī)律調(diào)整所述發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)，并在調(diào)整后的低勵限制參數(shù)下重新獲取第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和重新獲取的第二特性曲線重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

一個實施例中，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元，還用于執(zhí)行：所述設定頻率范圍為0Hz～5Hz。

本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定方法和裝置，通過采用掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線，并獲取發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨在同樣頻率范圍內(nèi)頻率變化的特性曲線，以及利用上述兩種頻率特性曲線計算得到發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，實現(xiàn)了在發(fā)電機系統(tǒng)外獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，克服了本領域技術人員無法獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的問題，利用奈奎斯特曲線能夠判斷各種工況發(fā)電機系統(tǒng)在各種低勵限制參數(shù)下的穩(wěn)定性，且低勵限制動作基本不影響發(fā)電機系統(tǒng)，低勵限制參數(shù)整定方式安全、可靠、方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中利用所述奈奎斯特曲線進行低勵限制參數(shù)整定的方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中利用所述奈奎斯特曲線整定低勵限制參數(shù)使發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定的方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中競比型低勵限制的原理示意圖；

圖5是本發(fā)明一實施例中疊加型低勵限制的原理示意圖；

圖6是利用本發(fā)明一實施例的方法得到的采用競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖；

圖7是利用本發(fā)明一實施例的方法得到的采用疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖；

圖8是利用本發(fā)明一實施例的方法在修改后的低勵限制積分時間常數(shù)下采用疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明一實施例中低勵限制參數(shù)整定單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明一實施例中低勵限制參數(shù)整定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

針對現(xiàn)有低勵限制參數(shù)整定方法在現(xiàn)場應用中存在的問題，本發(fā)明將理論方法與現(xiàn)場實際相結(jié)合，提出一種低勵限制參數(shù)整定方法，能夠很好地適用于現(xiàn)場檢測。

圖1是本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定方法，可包括步驟：

S110：通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線；

S120：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線；

S130：利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線；

S140：利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定。

在上述步驟S110中，該掃頻方式可以通過掃頻設備實現(xiàn)。通過掃頻方式可以從發(fā)電機系統(tǒng)中提取計算發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)所需的電氣量，例如無功功率，并為提取的該電氣量添加頻率擾動，進而計算得到該頻率下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)，以此可以得到發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。通過該種掃頻方式可以避免直接在發(fā)電機系統(tǒng)上試驗各種低勵限制參數(shù)。

該設定頻率范圍可以根據(jù)需要設定，例如該設定頻率范圍可為0Hz～5Hz。如此一來，不僅可以包括低勵限制參數(shù)對發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定性的低頻振蕩影響的頻率范圍，又可以減少不必要的掃頻工作。

在上述步驟S120中，該設定傳遞函數(shù)可以是廠家提供的傳遞函數(shù)。該設定傳遞函數(shù)可以直接為或變換為關于頻率的函數(shù)。通過不斷改變其中頻率的取值，并得到相應的傳遞函數(shù)值，即可得到該設定傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。該第二特性曲線的頻率范圍至少應包括上述設定頻率范圍。

在上述步驟S140中，利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以判斷各種工況下的發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)是否能使發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定工作，若不能，通過修改發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)并重新獲得奈奎斯特曲線，并根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)重新判斷發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直至發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定，低勵限制在勵磁系統(tǒng)中能夠發(fā)揮更好的作用。

本發(fā)明實施例中，通過獨創(chuàng)地采用掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線，并獲取發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨在同樣頻率范圍內(nèi)頻率變化的特性曲線，以及利用上述兩種頻率特性曲線計算得到發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，實現(xiàn)了在發(fā)電機系統(tǒng)外獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，克服了本領域技術人員無法獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的問題，利用奈奎斯特曲線能夠判斷各種工況發(fā)電機系統(tǒng)在各種低勵限制參數(shù)下的穩(wěn)定性，且低勵限制動作基本不影響發(fā)電機系統(tǒng)，低勵限制參數(shù)整定方式安全、可靠、方便。

在上述步驟S110中，對于不同類型的發(fā)電機系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)，獲取發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)的具體方式可不同。

一些實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)，在上述步驟S110中，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線的方法，具體實施方式可為：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與勵磁電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第一特性曲線。

本實施例中，可以通過掃頻設備實現(xiàn)該掃頻方式?？梢酝ㄟ^掃頻設備獲取發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率，并可利用掃頻設備為獲取的無功功率添加頻率擾動，發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率和發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁電壓隨之發(fā)生變化，還可利用掃頻設備輸出在該頻率下的發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)(等于無功功率與勵磁電壓的比值)。通過在多個不同頻率下分別獲得無功功率與勵磁電壓的比值，可以得到競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

一些實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)，在上述步驟S110中，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線的方法，具體實施方式可為：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與低勵限制輸出電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第二特性曲線。

本實施例中，可以通過掃頻設備實現(xiàn)該掃頻方式?？梢酝ㄟ^掃頻設備獲取發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率，并可利用掃頻設備為獲取的無功功率添加頻率擾動，發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率和發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制輸出電壓隨之發(fā)生變化，還可利用掃頻設備輸出在該頻率下的發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)(等于無功功率與低勵限制輸出電壓的比值)。通過在多個不同頻率下分別獲得無功功率與低勵限制輸出電壓的比值，可以得到疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

與競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)相比，采用疊加型低勵限制的勵磁系統(tǒng)中仍有電壓主環(huán)的作用，因此此時的發(fā)電機系統(tǒng)內(nèi)等效傳遞函數(shù)中包含自動電壓調(diào)節(jié)器，現(xiàn)場需測量無功功率與低勵限制輸出電壓的比值隨頻率變化的動態(tài)特性。

一些實施例中，在上述步驟S110中，通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線的方法，具體實施方式可為：通過掃頻設備對所述等效傳遞函數(shù)添加所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的擾動，并記錄所述等效傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第一特性曲線。

本實施例中，通過掃頻設備可以方便地獲得等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。因該掃頻方式是通過將等效傳遞函數(shù)的相關量(例如無功功率、勵磁電壓、低勵限制輸出電壓)引出，在發(fā)電機系統(tǒng)外部獲得該些量在頻率擾動下的響應，進而得到等效傳遞函數(shù)對頻率擾動的響應，而不是直接在發(fā)電機系統(tǒng)中進行修改低勵限制參數(shù)的試驗，所以可使本發(fā)明基本不會破壞發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一些實施例中，在上述步驟S120中，在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線的方法，具體實施方式可為：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，通過Matlab軟件在所述設定頻率范圍內(nèi)不斷改變所述設定傳遞函數(shù)中的頻率變量的值，并獲取所述設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第二特性曲線。

本實施例中，該設定傳遞函數(shù)可以是廠家給定的傳遞函數(shù)?？梢酝ㄟ^Matlab軟件編寫程序，改變頻率，即可獲得相應的傳遞函數(shù)的值，進而得到該設定傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

一些實施例中，在上述步驟S130中，利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的方法，具體實施方式可為：通過將所述第一特性曲線在各頻率下的等效傳遞函數(shù)的值和所述第二特性曲線在相應頻率下的設定傳遞函數(shù)的值相乘，得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線，作為所述奈奎斯特曲線。

圖2是本發(fā)明一實施例中利用所述奈奎斯特曲線進行低勵限制參數(shù)整定的方法的流程示意圖。如圖2所示，在上述步驟S140中，利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定的方法，可包括步驟：

S141：根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)；

S142：若所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)整所述低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

本實施例中，發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線是發(fā)電機整個閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性，是可以在復平面上畫出開環(huán)頻率隨頻率或隨角頻率變化的特性曲線。根據(jù)自動控制原理的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以知道，若奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點則說明發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定，若奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點則說明發(fā)電機系統(tǒng)不穩(wěn)定。

圖3是本發(fā)明一實施例中利用所述奈奎斯特曲線整定低勵限制參數(shù)使發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定的方法的流程示意圖。如圖3所示，在上述步驟S142中，調(diào)整所述低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)的方法，可包括步驟：

S1421：通過多次修改所述低勵限制參數(shù)，獲取在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線，并確定在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸的交點的位置變化規(guī)律；

S1422：根據(jù)所述位置變化規(guī)律調(diào)整所述發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)，并在調(diào)整后的低勵限制參數(shù)下重新獲取第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和重新獲取的第二特性曲線重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

實質(zhì)上，在上述步驟S1421和步驟S1422中，均可以在其各自的勵磁限制參數(shù)下通過重復上述步驟S120和步驟S130來獲取在其各自的勵磁限制參數(shù)下發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線。

圖4是本發(fā)明一實施例中競比型低勵限制的原理示意圖。如圖4所示，無功功率Q_t減去無功參考功率Q_ref所得差值乘以低勵限制傳遞函數(shù)G_UEL(s)(例如廠家提供的傳遞函數(shù))得到勵磁電壓E_FD，即E_FD＝(Q_t-Q_ref)*G_UEL(s)。對于采用該種競比型低勵限制的勵磁系統(tǒng)，現(xiàn)場只需測量實際電網(wǎng)中等效傳遞函數(shù)H₁(s)＝ΔQ_t/ΔE_FD隨頻率變化的響應特性，再與低勵限制的傳遞函數(shù)G_UEL(s)相乘得到開環(huán)傳遞函數(shù)的頻域特性，繪出奈奎斯特曲線，以判斷發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖5是本發(fā)明一實施例中疊加型低勵限制的原理示意圖。如圖5所示，無功功率Q_t減去無功參考功率Q_ref所得差值乘以低勵限制傳遞函數(shù)G_UEL(s)(例如廠家提供的傳遞函數(shù))得到低勵限制輸出電壓V_UEL，即V_UEL＝(Q_t-Q_ref)*G_UEL(s)。對于采用該種疊加型低勵限制的勵磁系統(tǒng)，其中仍有電壓主環(huán)的作用，因此等效傳遞函數(shù)H₂(s)中包含自動電壓調(diào)節(jié)器，現(xiàn)場需測量無功功率Q_t與低勵限制輸出電壓V_UEL的比值(即Q_t/V_UEL)隨頻率變化的動態(tài)特性，再與低勵限制的傳遞函數(shù)相乘得奈奎斯特曲線，以此即可判斷發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一個實施例中，發(fā)電機系統(tǒng)采用競比型低勵限制的勵磁系統(tǒng)。勵磁調(diào)節(jié)器廠家提供的電壓調(diào)節(jié)器模型參數(shù)可為G_AVR(s)＝300*(1+1.5s)/(1+15s)，其中，式中數(shù)字300表示電壓調(diào)節(jié)器增益為300，式中數(shù)字1.5表示電壓調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)，式中數(shù)字15表示電壓調(diào)節(jié)器滯后時間常數(shù)，式中s＝jω＝j2πf，ω表示角頻率，f表示頻率。該勵磁調(diào)節(jié)器廠家提供的低勵限制參數(shù)可為G_UEL(s)＝110*(1+1.5s)/(1+15s)，其中，式中數(shù)字110表示低勵限制增益，式中數(shù)字1.5表示低勵限制超前時間常數(shù)，式中數(shù)字15表示低勵限制滯后時間常數(shù)，式中s＝jω＝j2πf，ω表示角頻率，f表示頻率。應用RTDS(Real Time Digital Simulator，實時數(shù)字仿真儀)建立勵磁系統(tǒng)模型，結(jié)合掃頻設備可得到等效傳遞函數(shù)H₁(s)＝ΔQ_t/ΔE_FD隨頻率變化的動態(tài)特性，再將等效傳遞函數(shù)H₁(s)與廠家提供的低勵限制傳遞函數(shù)G_UEL(s)相乘得開環(huán)傳遞函數(shù)的奈奎斯特曲線。圖6是利用本發(fā)明一實施例的方法得到的采用競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖。如圖6所示，在0Hz～5Hz頻段，奈奎斯特曲線在點(-1，j0)左側(cè)與實軸沒有交點，根據(jù)自動控制原理中的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以得知該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，說明發(fā)電機系統(tǒng)的該低勵限制參數(shù)整定合理。

對于低勵限制參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，主要關注能否引起低頻振蕩，掃頻時可只取0Hz～5Hz頻段的響應曲線。

一個實施例中，發(fā)電機系統(tǒng)采用疊加型低勵限制的勵磁系統(tǒng)。勵磁調(diào)節(jié)器廠家提供的電壓調(diào)節(jié)器模型參數(shù)可為其中，式中數(shù)據(jù)6表示電壓調(diào)節(jié)器增益，數(shù)字2.5表示電壓調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)，式中s＝jω＝j2πf，ω表示角頻率，f表示頻率。該勵磁調(diào)節(jié)器廠家提供的低勵限制模型參數(shù)可為式中數(shù)據(jù)0.5表示低勵限制增益，數(shù)字0.001表示低勵限制積分時間常數(shù)，式中s＝jω＝j2πf，ω表示角頻率，f表示頻率。應用RTDS設備建立勵磁系統(tǒng)模型，結(jié)合掃頻設備得到等效傳遞函數(shù)H₂(s)＝ΔQ_t/ΔV_UEL隨頻率變化的動態(tài)特性，將等效傳遞函數(shù)H₂(s)函數(shù)與廠家提供的低勵限制傳遞函數(shù)G_UEL(s)相乘得開環(huán)傳遞函數(shù)的奈奎斯特曲線。圖7是利用本發(fā)明一實施例的方法得到的采用疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖。如圖7所示，在0Hz～5Hz頻段，奈奎斯特曲線在點(-1，j0)左側(cè)與實軸相交，有交點，根據(jù)自動控制原理中的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以得知該發(fā)電機閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定，說明發(fā)電機系統(tǒng)的該低勵限制參數(shù)整定不合理。一個實施例中，通過多次修改低勵限制的積分時間常數(shù)，觀察奈奎斯特曲線與實軸交點的位置，發(fā)現(xiàn)隨著積分時間常數(shù)的增大，交點逐漸向右側(cè)移動，據(jù)此，將低勵限制積分時間常數(shù)由0.001修改為0.02，即令低勵限制傳遞函數(shù)再次利用同樣的方法繪制奈奎斯特曲線。圖8是利用本發(fā)明一實施例的方法在修改后的低勵限制積分時間常數(shù)下采用疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線示意圖。如圖8所示，在修改后的低勵限制積分時間常數(shù)下，重新繪制的奈奎斯特曲線在點(-1，j0)左側(cè)與實軸不再有交點，根據(jù)自動控制原理中的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以得知該發(fā)電機閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。由此可見，修正后的低勵限制參數(shù)設定合理，能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定方法，通過獨創(chuàng)地采用掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線，并獲取發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨在同樣頻率范圍內(nèi)頻率變化的特性曲線，以及利用上述兩種頻率特性曲線計算得到發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，實現(xiàn)了在發(fā)電機系統(tǒng)外獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，克服了本領域技術人員無法獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的問題，利用奈奎斯特曲線能夠判斷各種工況發(fā)電機系統(tǒng)在各種低勵限制參數(shù)下的穩(wěn)定性，且低勵限制動作基本不影響發(fā)電機系統(tǒng)，低勵限制參數(shù)整定方式安全、可靠、方便。本發(fā)明的方法能保證各種工況下低勵限制均能正常動作。一旦發(fā)生振蕩能夠迅速分析出低勵限制不合理的參數(shù)變量，在參數(shù)修正簡單。并且，不用在實際電網(wǎng)中進行試驗，安全性高，能夠使進相較深或弱化系統(tǒng)阻尼，不會導致與該發(fā)電機組相連的電網(wǎng)發(fā)生振蕩。

基于與圖1所示的低勵限制參數(shù)整定方法相同的發(fā)明構(gòu)思，本申請實施例還提供了一種低勵限制參數(shù)整定裝置，如下面實施例所述。由于該低勵限制參數(shù)整定裝置解決問題的原理與低勵限制參數(shù)整定方法相似，因此該低勵限制參數(shù)整定裝置的實施可以參見低勵限制參數(shù)整定方法的實施，重復之處不再贅述。

圖9是本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定裝置，可包括：等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210、設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元220、奈奎斯特曲線獲取單元230及低勵限制參數(shù)整定單元240，上述各單元順序連接。

等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨一設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第一特性曲線。

設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元220，用于執(zhí)行：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的第二特性曲線。

奈奎斯特曲線獲取單元230，用于執(zhí)行：利用所述第一特性曲線和所述第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線。

低勵限制參數(shù)整定單元240，用于執(zhí)行：利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)對所述低勵限制參數(shù)進行整定。

在等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210中，該掃頻方式可以通過掃頻設備實現(xiàn)。通過掃頻方式可以從發(fā)電機系統(tǒng)中提取計算發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)所需的電氣量，例如無功功率，并為提取的該電氣量添加頻率擾動，進而計算得到該頻率下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)，以此可以得到發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。通過該種掃頻方式可以避免直接在發(fā)電機系統(tǒng)上試驗各種低勵限制參數(shù)。

一些實施例中，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210，還用于執(zhí)行：所述設定頻率范圍為0Hz～5Hz。如此一來，不僅可以包括低勵限制參數(shù)對發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定性的低頻振蕩影響的頻率范圍，又可以減少不必要的掃頻工作。

在設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元220中，該設定傳遞函數(shù)可以是廠家提供的傳遞函數(shù)。該設定傳遞函數(shù)可以直接為或變換為關于頻率的函數(shù)。通過不斷改變其中頻率的取值，并得到相應的傳遞函數(shù)值，即可得到該設定傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。該第二特性曲線的頻率范圍至少應包括上述設定頻率范圍。

在低勵限制參數(shù)整定單元240中，利用所述奈奎斯特曲線，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以判斷各種工況下的發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)是否能使發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定工作，若不能，通過修改發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)并重新獲得奈奎斯特曲線，并根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)重新判斷發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直至發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定，低勵限制在勵磁系統(tǒng)中能夠發(fā)揮更好的作用。

本發(fā)明實施例中，通過獨創(chuàng)地采用掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線，并獲取發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨在同樣頻率范圍內(nèi)頻率變化的特性曲線，以及利用上述兩種頻率特性曲線計算得到發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，實現(xiàn)了在發(fā)電機系統(tǒng)外獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，克服了本領域技術人員無法獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的問題，利用奈奎斯特曲線能夠判斷各種工況發(fā)電機系統(tǒng)在各種低勵限制參數(shù)下的穩(wěn)定性，且低勵限制動作基本不影響發(fā)電機系統(tǒng)，低勵限制參數(shù)整定方式安全、可靠、方便。

在等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210中，對于不同類型的發(fā)電機系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)，獲取發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)的具體方式可不同。

一些實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210，可包括：第一等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊。第一等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與勵磁電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第一特性曲線。

本實施例中，可以通過掃頻設備實現(xiàn)該掃頻方式?？梢酝ㄟ^掃頻設備獲取發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率，并可利用掃頻設備為獲取的無功功率添加頻率擾動，發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率和發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁電壓隨之發(fā)生變化，還可利用掃頻設備輸出在該頻率下的發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)(等于無功功率與勵磁電壓的比值)。通過在多個不同頻率下分別獲得無功功率與勵磁電壓的比值，可以得到競比型低勵限制勵磁系統(tǒng)下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

一些實施例中，所述發(fā)電機系統(tǒng)的勵磁系統(tǒng)為疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210，可包括：第二等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊。第二等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻方式獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率與低勵限制輸出電壓比值隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率變化的曲線，作為所述第二特性曲線。

本實施例中，可以通過掃頻設備實現(xiàn)該掃頻方式。可以通過掃頻設備獲取發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率，并可利用掃頻設備為獲取的無功功率添加頻率擾動，發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率和發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制輸出電壓隨之發(fā)生變化，還可利用掃頻設備輸出在該頻率下的發(fā)電機系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)(等于無功功率與低勵限制輸出電壓的比值)。通過在多個不同頻率下分別獲得無功功率與低勵限制輸出電壓的比值，可以得到疊加型低勵限制勵磁系統(tǒng)下發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

一些實施例中，所述等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元210，可包括：第三等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊。第三等效傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：通過掃頻設備對所述等效傳遞函數(shù)添加所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的擾動，并記錄所述等效傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第一特性曲線。

本實施例中，通過掃頻設備可以方便地獲得等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。因該掃頻方式是通過將等效傳遞函數(shù)的相關量(例如無功功率、勵磁電壓、低勵限制輸出電壓)引出，在發(fā)電機系統(tǒng)外部獲得該些量在頻率擾動下的響應，進而得到等效傳遞函數(shù)對頻率擾動的響應，而不是直接在發(fā)電機系統(tǒng)中進行修改低勵限制參數(shù)的試驗，所以可使本發(fā)明基本不會破壞發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一些實施例中，所述設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元220，可包括：設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊。設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取模塊，用于執(zhí)行：在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下，通過Matlab軟件在所述設定頻率范圍內(nèi)不斷改變所述設定傳遞函數(shù)中的頻率變量的值，并獲取所述設定傳遞函數(shù)隨所述設定頻率范圍內(nèi)頻率的變化，得到所述第二特性曲線。

本實施例中，該設定傳遞函數(shù)可以是廠家給定的傳遞函數(shù)?？梢酝ㄟ^Matlab軟件編寫程序，改變頻率，即可獲得相應的傳遞函數(shù)的值，進而得到該設定傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線。

一些實施例中，所述奈奎斯特曲線獲取單元230，可包括：奈奎斯特曲線獲取模塊。奈奎斯特曲線獲取模塊，用于執(zhí)行：通過將所述第一特性曲線在各頻率下的等效傳遞函數(shù)的值和所述第二特性曲線在相應頻率下的設定傳遞函數(shù)的值相乘，得到所述發(fā)電機系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線，作為所述奈奎斯特曲線。

圖10是本發(fā)明一實施例中低勵限制參數(shù)整定單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，所述低勵限制參數(shù)整定單元240，可包括：發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷模塊241和低勵限制參數(shù)整定模塊242，二者相互連接。

發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷模塊241，用于執(zhí)行：根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)所述奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點判定所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

低勵限制參數(shù)整定模塊242，用于執(zhí)行：若所述發(fā)電機系統(tǒng)在所述發(fā)電機系統(tǒng)的一低勵限制參數(shù)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)整所述發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)，并重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，以使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

本實施例中，發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線是發(fā)電機整個閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性，是可以在復平面上畫出開環(huán)頻率隨頻率或隨角頻率變化的特性曲線。根據(jù)自動控制原理的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)可以知道，若奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點則說明發(fā)電機系統(tǒng)穩(wěn)定，若奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸有交點則說明發(fā)電機系統(tǒng)不穩(wěn)定。

圖11是本發(fā)明一實施例中低勵限制參數(shù)整定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，低勵限制參數(shù)整定模塊242，可包括：

交點的位置變化規(guī)律獲取模塊2421，用于執(zhí)行：通過多次修改所述低勵限制參數(shù)，獲取在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和在各修改后的低勵限制參數(shù)下的第二特性曲線計算得到所述發(fā)電機系統(tǒng)在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線，并確定在各修改后的低勵限制參數(shù)下的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸的交點的位置變化規(guī)律。

低勵限制參數(shù)調(diào)整模塊2422，用于執(zhí)行：根據(jù)所述位置變化規(guī)律調(diào)整所述發(fā)電機系統(tǒng)的低勵限制參數(shù)，并在調(diào)整后的低勵限制參數(shù)下重新獲取第二特性曲線，并利用所述第一特性曲線和重新獲取的第二特性曲線重新獲取所述發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，使重新獲取的奈奎斯特曲線在復平面上(1，j0)點左側(cè)與實軸無交點，使所述發(fā)電機系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

實質(zhì)上，在低勵限制參數(shù)調(diào)整模塊2422中，均可以在其各自的勵磁限制參數(shù)下通過使用設定傳遞函數(shù)頻率特性獲取單元220和奈奎斯特曲線獲取單元230中的方式來獲取在其各自的勵磁限制參數(shù)下發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線。

本發(fā)明實施例的低勵限制參數(shù)整定裝置，通過獨創(chuàng)地采用掃頻方式獲取發(fā)電機系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)隨頻率變化的特性曲線，并獲取發(fā)電機系統(tǒng)的設定傳遞函數(shù)隨在同樣頻率范圍內(nèi)頻率變化的特性曲線，以及利用上述兩種頻率特性曲線計算得到發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，實現(xiàn)了在發(fā)電機系統(tǒng)外獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線，克服了本領域技術人員無法獲取發(fā)電機系統(tǒng)的奈奎斯特曲線的問題，利用奈奎斯特曲線能夠判斷各種工況發(fā)電機系統(tǒng)在各種低勵限制參數(shù)下的穩(wěn)定性，且低勵限制動作基本不影響發(fā)電機系統(tǒng)，低勵限制參數(shù)整定方式安全、可靠、方便。本發(fā)明的方法能保證各種工況下低勵限制均能正常動作。一旦發(fā)生振蕩能夠迅速分析出低勵限制不合理的參數(shù)變量，在參數(shù)修正簡單。并且，不用在實際電網(wǎng)中進行試驗，安全性高，能夠使進相較深或弱化系統(tǒng)阻尼，不會導致與該發(fā)電機組相連的電網(wǎng)發(fā)生振蕩。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一個具體實施例”、“一些實施例”、“例如”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。各實施例中涉及的步驟順序用于示意性說明本發(fā)明的實施，其中的步驟順序不作限定，可根據(jù)需要作適當調(diào)整。

本領域內(nèi)的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。