基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法
2023-06-11 00:15:56 1
專利名稱：基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法
技術領域：
本發明屬電網技術領域，更準確地說涉及一種發電機勵磁系統調節性能的在線監視分析方法，特別是一種基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法。
背景技術：
發電機勵磁系統作為同步發電機的重要控制單元，其動態調節性能對發電機及電力系統運行的穩定性及可靠性有著直接的影響。目前，為了分析和評估勵磁系統的性能，同時，為了避免對電網正常運行形成幹擾，常規的測試方法都是通過對勵磁系統單獨的離線試驗進行的，這不僅需要大量的前期準備工作並且也不能經常執行，而試驗測試方法對測試用擾動信號的強度和作用時間的特定限制要求，也導致某些測試結果並不能完全反映勵磁系統實際運行中的動態響應特性同時，當前電力調度機構在其所管轄範圍內發電廠的併網運行管理規定中對勵磁系統的性能要求提出了明確的評價標準。而目前機組勵磁系統的性能參數指標基本都是由發電廠自行上報，再由運行管理機構對其進行評價的，這樣的評價方式和結果顯然缺乏準確性。那麼，為了使得網省調度機構能夠較準確的評價以及考核各發電廠機組勵磁系統的實際調節性能，就要求管理機構對發電廠勵磁系統性能具有更為主動、直觀和有效的監測評估手段。隨著基於全球定位系統(GPS)的相量測量技術的逐漸發展與成熟，以及該技術在廣域相量測量系統(WAMS)中的廣泛應用，使得大量高密度採樣、同一時標的機組及其勵磁系統實時PMU動態數據能夠統一上送至網省級調度中心系統，這就為實現調度管理層對實際運行的電廠機組勵磁系統調節性能的在線監測和評價考核提供了基礎。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術與方式方法的缺點，提供一種簡單方便，無特殊要求限制，能夠實時在線對運行中勵磁系統實際動態調節性能進行檢測、分析和評價考核參考。本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下—種基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法，其特徵在於包括以下步驟1)利用相量測量單元採集的機組及其勵磁系統實時PMU數據，在線監視機端電壓 /電流、勵磁電壓等關鍵電氣量的變化情況，實時檢測機組擾動的發生及其勵磁系統調節動作的響應實時提取機組機端電壓/電流數據，計算判斷它們在給定時間內的變化量超過相應的設定門檻值來確定機組受到擾動；同時，在準確檢測到機組擾動後，判斷分析其對應的勵磁電壓變化趨勢是否符合該次擾動對應的實際物理響應情況，並根據勵磁電壓變化量超過設定門檻確定勵磁系統動作；2)在檢測到該次機組擾動勵磁系統調節動作的情況下，實時分析計算機組勵磁系統在擾動過程中的動態行為特性，主要包括擾動出現時間、勵磁電壓/電流的最大值及其出現時間、機端電壓穩定時間、擾動前/後電壓靜態調整率、勵磁電壓倍數，勵磁系統電壓響應時間、電壓暫態調整率等參數。主要參數具體確定與計算如下21)機端電壓穩定時間通過判斷擾動發生後連續Tn秒(可設置，一般取為5秒)之內最大電壓與最小電壓之差不超過電壓恢復死區範圍(一般取額定電壓的0.3%)來確定電壓恢復時間，並取Tn 秒中首次進入電壓恢復死區範圍時刻為機端電壓恢復時刻。實際工程處理中同時設置有最大電壓恢復時間限值為20s (低頻振蕩一般在 0. 2-2. 5Hz間)，即如果擾動發生時刻與目前判斷擾動結束時刻所經歷的時間累計時間超過20s範圍電壓尚未恢復，則強制認為擾動結束，並且取機端電壓恢復時刻為擾動發生時刻後第20秒整。22)電壓調節精度計算公式
權利要求
1.基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法，其特徵在於包括以下步驟1)利用相量測量單元採集的機組及其勵磁系統實時PMU數據，在線監視關鍵電氣量的變化情況，實時檢測機組擾動的發生及其勵磁系統調節動作的響應，所述關鍵電氣量包括機端電壓/電流、勵磁電壓；2)實時分析計算機組勵磁系統在擾動過程中的動態行為特性，包括擾動出現時間、勵磁電壓/電流的最大值及其出現時間、機端電壓穩定時間、擾動前/後電壓靜態調整率、勵磁電壓倍數、勵磁系統電壓響應時間和電壓暫態調整率。
2.根據權利要求1所述的基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法， 其特徵在於在所述步驟1)中，通過實時提取機組機端電壓/電流PMU數據，計算判斷機組機端電壓/電流PMU數據在給定時間內的變化量超過相應的設定門檻值來確定機組受到擾動；在準確檢測到機組擾動後，判斷分析其對應的勵磁電壓變化趨勢是否符合該次擾動對應的實際物理響應情況，並根據勵磁電壓變化量超過設定門檻確定勵磁系統動作。
3.根據權利要求1所述的基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法， 其特徵在於在所述步驟2)中，在檢測到該次機組擾動勵磁系統調節動作的情況下，提取並記錄擾動出現時間、勵磁電壓/電流的最大值及其出現時間，並對勵磁系統的調節特性進行計算，包括機端電壓穩定時間、擾動前/後電壓靜態調整率、電壓暫態調整率、勵磁電壓倍數和勵磁系統電壓響應時間，具體確定與計算如下21)機端電壓穩定時間通過判斷擾動發生後連續Tn秒之內最大電壓與最小電壓之差不超過電壓恢復死區範圍來確定電壓恢復時間，並取Tn秒中首次進入電壓恢復死區範圍時刻為機端電壓恢復時刻；22)電壓調節精度計算公式
4.根據權利要求3所述的基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法， 其特徵在於在所述步驟22)中，對於擾動前電壓調節精度計算計算時段！；為本次擾動發生時刻、前Ts秒，如果上一次擾動結束時刻到本次擾動發生時刻的時間間隔Tdiff < Ts,則 Ts取為Tdiff ；對於擾動後電壓調節精度計算計算時段Ts為本次擾動結束時刻t2後Ts秒， 如果本次擾動結束時刻到下一次擾動發生時刻的時間間隔Tdiff < Ts,則Ts取為Tdiff。
全文摘要
本發明公開了一種基於相量測量技術的勵磁系統調節性能在線監視分析方法，包括下列步驟(1)利用相量測量單元採集的機組及其勵磁系統實時PMU數據，在線監視機端電壓/電流、勵磁電壓等關鍵電氣量的變化情況，實時檢測機組擾動的發生及其勵磁系統調節動作的響應；(2)實時分析計算機組勵磁系統在擾動過程中的動態行為特性，包括擾動出現時間、勵磁電壓/電流的最大值及其出現時間、機端電壓穩定時間、擾動前/後電壓靜態調整率、勵磁電壓倍數，勵磁系統電壓響應時間、電壓暫態調整率等參數。本發明方法可在線運行、測試方便、無特殊要求限制，可用於對運行中的勵磁系統動態調節性能進行在線檢測分析和評價參考。
文檔編號G01R31/34GK102298115SQ20111013222
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者戴則梅, 王波, 陸進軍 申請人:國電南瑞科技股份有限公司