發電機控制設備對電力系統振蕩影響的辨識方法
2023-04-22 16:40:21 1
專利名稱：發電機控制設備對電力系統振蕩影響的辨識方法
技術領域：
本發明屬於電力系統穩定分析與控制技術領域，具體涉及一種發電機控制設備對電力系統振蕩影響的辨識方法。
背景技術：
在互聯電力系統中，特定工況下的故障可能引起發電機轉子間的相對搖擺，相應的輸電線路上可能發生大幅功率振蕩，從而威脅電力傳輸的安全。近年來國內外發生的多起振蕩事故表明，功率振蕩問題已經成為互聯電力系統發展的關鍵瓶頸之一。關於引發振蕩的原因，傳統負阻尼機理認為，高倍快速勵磁系統會削弱所在發電機的阻尼轉矩，進而導致系統負阻尼模式的出現。最近各類文獻中的仿真研究也表明，勵磁系統中的勵磁設備(包括勵磁調節器AVR和勵磁機Exciter，下文統稱AVR)或者電力系統穩定器(PSS)的參數不當可能導致系統大幅振蕩。顯然，如果能夠在線地定位振蕩源，就能夠為及時採取針對性措施抑制振蕩提供極大便利。目前不少學者已經開始在這方面開展了研究。最初有學者定義了發電機能量來尋找強迫振蕩中幹擾源所在的發電機組，並在此基礎上進一步發展了基於支路能量的方法，可通過量測線路狀態量對電力網絡中的能量流進行溯源，從而判斷振蕩源所在區域。在成功找到振蕩源所在發電機組之後，又有學者成功地根據機端母線量測找到了振蕩源所在的發電機內部控制通道，即判斷振蕩源位於勵磁系統還是調速系統上。現有的研究已經可以將振蕩源定位工作深入到發電機內部的控制系統，一般來說，控制系統是由若干控制設備以串聯或並聯的形式組成，例如現代電力系統中發電機勵磁系統一般是由PSS和AVR串聯而成。因此很自然地，如果已經確定振蕩源位於勵磁系統中，能否進一步判斷出振蕩源是位於此控制系統中何種設備上。實現這個目標的關鍵點是辨識兩類控制設備即AVR和PSS在振蕩過程中的作用。
發明內容
本發明的目的是提出一種辨識發電機控制設備對系統振蕩的影響的方法，基於發電機在線量測信號，結合離線建模仿真的方法，計算不同控制設備對系統振蕩的影響指標，從而據此判斷振蕩源位於何種控制設備。根據本發明實施例的發電機控制設備對系統振蕩影響的辨識方法，包括以下步驟:(I)從相關建模報告中獲得AVR的控制函數框圖及控制參數，並利用離線建模工具搭建時域仿真分析模型；(2)從發電機銘牌中獲取以下參數:T' d(l:d軸開路暫態時間常數，xd:d軸同步電抗，X' 軸瞬變電抗；(3)獲取時間段[ti，t2]內如下物理量的在線量測值:Ut:發電機機端電壓幅值量測，Ef:發電機勵磁電壓，Ei q:發電機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:UMf:AVR對機端電壓參考值的整定結果，Ef0:發電機勵磁電壓的穩態值；(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',做數值微分得到其導數￡；然後根據公式五=￡；.-計算q軸空載電動勢Eq ；(8)對時間段[k t2]內任一時間點τ，均按下式計算判斷勵磁控制設備對系統振蕩影響的指標:
權利要求
1.一種發電機控制設備對系統振蕩影響的辨識方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)從相關建模報告中獲得AVR的控制函數框圖及控制參數，並利用離線建模工具搭建時域仿真分析模型；(2)從發電機銘牌中獲取以下參數:T'd(l:d軸開路暫態時間常數，Xd:d軸同步電抗，X,d:d軸瞬變電抗； (3)獲取時間段[ti，t2]內如下物理量的在線量測值:Ut:發電機機端電壓幅值量測，Ef:發電機勵磁電壓，E' q:發電機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:Uref:AVR對機端電壓參考值的整定結果，Eftl:發電機勵磁電壓的穩態值； (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',做數值微分得到其導數鳥，然後根據公式盡=A計算q軸空載電動勢E「 (8)對時間段[kt2]內任一時間點τ，均按下式計算判斷勵磁控制設備對系統振蕩影響的指標:
全文摘要
本發明提出一種發電機控制設備對系統振蕩影響的辨識方法，包括以下步驟首先獲取必要的發電機參數和勵磁設備控制模型，然後獲取有關的發電機量測信號，進而搭建勵磁設備模型並使用在線量測作為輸入進行仿真，得到相應的仿真輸出，根據該輸出可以計算勵磁設備和電力系統穩定器分別對系統振蕩影響的指標。本發明只需要對部分控制設備搭建仿真模型，對模型和參數的依賴程度低，並通過量測結合仿真的方法減小了系統分析的難度，可推廣到各種複雜模型、連接關係的控制系統中，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 優先權日2013年1月23日
發明者沈沉, 李穎, 劉鋒 申請人:清華大學