一種用于判斷調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩阻尼影響的監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于判斷原動機調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩影響的監(jiān)測識別方法，用于識別振蕩過程中原動機調(diào)速系統(tǒng)為振蕩提供正阻尼還是負阻尼，以為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供一定的參考價值。該方法首先通過TLS-ESPRIT方法對振蕩阻尼進行辨識，用阻尼比確定發(fā)電機轉(zhuǎn)子方程左右兩邊變量的第一夾角，再通過測量發(fā)電機本地的電磁功率與轉(zhuǎn)速得到轉(zhuǎn)速偏差與有功功率偏差的第二夾角，兩個夾角對比確定機械功率偏差對于振蕩提供正阻尼還是負阻尼。判斷方法簡單有效，能夠幫助運行人員提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。
【專利說明】-種用于判斷調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩阻尼影響的監(jiān)測方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析【技術(shù)領域】，更具體地，涉及一種能夠用于在線判斷 原動機調(diào)速系統(tǒng)對于低頻振蕩阻尼影響的監(jiān)測識別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 原動機調(diào)速系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中最主要元件發(fā)電機的動力系統(tǒng)，對于火電機組，主 要由鍋爐、汽輪機、調(diào)速系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)組成，對于水電機組，主要由引水系統(tǒng)、水輪機、 調(diào)速系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)組成。在傳統(tǒng)的分析低頻振蕩的過程中，電力系統(tǒng)弱阻尼低頻振蕩 通常被認為是由于在遠距離大容量送電時，高增益快速響應的勵磁系統(tǒng)向系統(tǒng)提供負阻尼 轉(zhuǎn)矩而造成。這一認識是Demello等人在發(fā)電機Philips-Heffron(H-P)模型的基礎上提 出的。不過，由于當時原動機調(diào)速系統(tǒng)響應較慢，因而沒有將原動機調(diào)速系統(tǒng)納入分析的范 圍，于是在較長時間內(nèi)形成了原動機調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩的影響較小這一普遍認識。
[0003] 但是，隨著電液調(diào)速的逐步使用，調(diào)速系統(tǒng)的響應水平較過去有了很大的提高，將 可能影響到低頻振蕩的阻尼。并且，越來越多的機組一次調(diào)頻實驗振蕩事故表明，調(diào)速系統(tǒng) 對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了影響。因此，調(diào)速系統(tǒng)對于低頻振蕩的影響開始逐漸受到關(guān)注。
[0004] 類比于勵磁系統(tǒng)，文獻"原動機調(diào)節(jié)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的影響"基于H-P模 型和轉(zhuǎn)矩理論分析了原動機調(diào)速系統(tǒng)對電力系統(tǒng)低頻振蕩阻尼的影響。文獻"電網(wǎng)側(cè)擾動 引起共振型低頻振蕩的機制分析"進一步指出，采用電磁功率前饋代替機械功率反饋將會 使機械功率的阻尼減小。文獻"一次調(diào)頻試驗引發(fā)低頻振蕩實例及機理分析"給出了一次 調(diào)頻參數(shù)設置不當會引發(fā)系統(tǒng)功率振蕩的案例，并進行了詳細的分析。這些工作在分析原 動機調(diào)速系統(tǒng)對電網(wǎng)低頻振蕩的影響上都具有一定的推進作用。
[0005] 上述的研究以分析原動機調(diào)速系統(tǒng)對振蕩的影響為目標，主要開展原動機調(diào)速系 統(tǒng)引入對單機無窮大系統(tǒng)的影響、調(diào)速控制方式和參數(shù)對低頻振蕩的影響、調(diào)速系統(tǒng)擾動 對低頻振蕩的影響，在針對實際問題時，由于分析過程較為復雜，必須依靠離線量完成，不 能在在線的分析中直接應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于判斷調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩 阻尼影響的監(jiān)測方法，旨在解決通過在線量發(fā)現(xiàn)低頻振蕩中調(diào)速系統(tǒng)可能對低頻振蕩提供 負阻尼，不利于振蕩平息的情況，從而能夠通過停止一次調(diào)頻來提升振蕩阻尼，幫助振蕩更 快平息。
[0007] 本發(fā)明提供了一種用于判斷調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩阻尼影響的監(jiān)測方法，包括下述 步驟：
[0008] S1 :通過檢測發(fā)電機機端功率來判斷所述發(fā)電機是否發(fā)生功率振蕩，若是，則進入 步驟S2 ;若否，則繼續(xù)檢測；
[0009] S2 :由發(fā)電機實時輸出功率匕減去穩(wěn)態(tài)參考輸出功率PMf得到功率偏差信號APe， 由實時輸出的轉(zhuǎn)速量《減去穩(wěn)態(tài)參考轉(zhuǎn)速得到轉(zhuǎn)速偏差信號△?，分別對功率偏差 信號APe和轉(zhuǎn)速偏差信號A?分別進行濾波處理，除去信號中的噪音以及偏置量；穩(wěn)態(tài)參 考輸出功率PMf是指發(fā)電機穩(wěn)定運行時需要輸出的功率，是人為給定值，其值由調(diào)度人員下 發(fā)給電廠，一般為發(fā)電機組的額定出力；穩(wěn)態(tài)參考轉(zhuǎn)速是發(fā)電機正常運行時同步轉(zhuǎn)速 的標幺值，一般為1;
[0010] S3 :對濾波后的信號進行振蕩模態(tài)參數(shù)辨識處理，獲得低頻振蕩阻尼比I，并根 據(jù)所述阻尼比獲得第一夾角ei;
[0011] S4:通過檢測調(diào)速系統(tǒng)的閥門位置控制信號來判斷調(diào)速系統(tǒng)是否動作，若是則轉(zhuǎn) 入步驟S5,若否，則說明調(diào)速系統(tǒng)對于這次低頻振蕩沒有影響；
[0012]S5 :通過所述功率偏差信號APe和所述轉(zhuǎn)速偏差信號A?獲得第二夾角0 2 ;
[0013]S6:判斷所述第一夾角0 :是否大于所述第二夾角0 2，若是，則說明調(diào)速系統(tǒng)對低 頻振蕩提供了負阻尼；若否，則說明調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩有提升阻尼的作用。
[0014] 其中，所述第一夾角e:是指通過獲得振蕩阻尼而推算得到的APe與A?的推算 夾角，第一夾角、=單位為弧度。
[0015] 其中，所述第二夾角

【權(quán)利要求】
1. 一種用于判斷調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩阻尼影響的監(jiān)測方法，其特征在于，包括下述步 驟： 51 :通過檢測發(fā)電機機端功率來判斷所述發(fā)電機是否發(fā)生功率振蕩，若是，則進入步驟 S2 ;若否，則繼續(xù)檢測； 52 :由發(fā)電機實時輸出功率匕減去穩(wěn)態(tài)參考輸出功率Pref得到功率偏差信號A Pe，由 實時輸出的轉(zhuǎn)速量《減去穩(wěn)態(tài)參考轉(zhuǎn)速《得到轉(zhuǎn)速偏差信號△?，分別對功率偏差信 號APe和轉(zhuǎn)速偏差信號A ?分別進行濾波處理，除去信號中的噪音以及偏置量； 53 :對濾波后的信號進行振蕩模態(tài)參數(shù)辨識處理，獲得低頻振蕩阻尼比I，并根據(jù)所 述阻尼比獲得第一夾角Q1 ; S4:通過檢測調(diào)速系統(tǒng)的閥門位置控制信號來判斷調(diào)速系統(tǒng)是否動作，若是則轉(zhuǎn)入步 驟S5,若否，則說明調(diào)速系統(tǒng)對于這次低頻振蕩沒有影響； S5 :通過所述功率偏差信號A Pe和所述轉(zhuǎn)速偏差信號A ?獲得第二夾角02 ; S6:判斷所述第一夾角Q1是否大于所述第二夾角02，若是，則說明調(diào)速系統(tǒng)對低頻振 蕩提供了負阻尼；若否，則說明調(diào)速系統(tǒng)對低頻振蕩有提升阻尼的作用。
2. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述第一夾角Q1 = /2-1，I為低 頻振蕩阻尼比。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述第二夾角
，其中V t2分別指相鄰的兩個有功功率增量過零點所對 應的時間，t3指這兩個有功功率增量過零點之間的轉(zhuǎn)速增量過零點對應的時間，
4. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟S3中使用TLS-ESPRIT方法對濾 波后的信號進行振蕩模態(tài)參數(shù)辨識處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟S4中，當閥門位置控制信號y 與穩(wěn)態(tài)閥門指令不相等，且伴隨有與低頻振蕩頻率相同的振蕩時，則認為調(diào)速系統(tǒng)動作 并參與了振蕩。
【文檔編號】G01R31/00GK104330667SQ201410594644
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉子全, 李勇, 文勁宇, 奚江惠, 姚偉, 王春明, 黨杰 申請人:華中電網(wǎng)有限公司, 華中科技大學