一种次同步振荡监测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及次同步振荡监测技术，具体地，涉及一种次同步振荡监测系统和方法。
【背景技术】
[0002]次同步振荡是电力系统稳定问题之一，随着世界各国电力系统的发展，特别是随着我国高电压、大容量、长距离交直流输电的不断建设和规模化可再生能源的并网发电，使得由传统次同步振荡带来的新问题和新的次同步振荡现象相继出现，这给电力系统的稳定性研究又带来了新的挑战。例如，在大型火电机组集群经高压直流输电线路与交流混合的串联补偿线路送出时，可能引起频繁超越发电机轴系累积阈值的收敛型次同步振荡问题，进而造成汽轮发电机组的轴系损坏。
[0003]目前，许多电厂加装了故障监测保护装置来监视次同步振荡情况，但装置大多功能比较单一，测量精度不够，不能达到很好的监测次同步振荡的效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种次同步振荡监测系统和方法，用于解决有效监测次同步振荡的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种次同步振荡监测系统，该系统包括数据处理设备以及以下至少一者:转速测速设备，与发电机连接，用于测量所述发电机的转速；以及电气量传感器，连接至与所述发电机出口连接的降压变压器的二次侧，用于测量该降压变压器的二次侧的电气量，其中，所述数据处理设备与所述转速测速设备和/或所述电气量传感器连接，用于在所述发电机的转速和/或所述降压变压器的二次侧的电气量异常的情况下发出预警或故障信号。
[0006]优选地，所述数据处理设备包括:电气量转换装置，连接至所述电气量传感器，用于将所测量的降压变压器的二次侧的电气量标准化至预定范围；AD转换装置，连接至所述电气量转换装置，用于对标准化之后的电气量进行AD转换；以及处理装置，与所述AD转换设备连接，用于在AD转换后的电气量异常的情况下发出预警或故障信号，所述电气量异常为所述电气量处于预定电气量范围之外。
[0007]优选地，所述数据处理设备包括:差值计算模块，与所述转速测速设备连接，用于将所测量的发电机的转速与预定转速求差，得到转速偏差值；模态滤波器，与所述差值计算模块连接，用于对所述转速偏差值进行过滤，以得到扭振分量；以及处理装置，与所述模态滤波器连接，用于在所述扭振分量大于预定扭振分量的情况下发出预警或故障信号。
[0008]优选地，所述数据处理设备包括:计算装置，用于根据所述电气量计算有功功率和/或无功功率；以及处理装置，与所述计算装置连接，用于在所述有功功率处于预定的有功功率范围之外和/或所述无功功率处于预定的无功功率范围之外的情况下发出预警或故障信号O
[0009]优选地，所述数据处理设备包括:处理装置，与所述转速测速设备连接，用于在所述发电机的转速处于预定的转速范围之外的情况下发出预警或故障信号。
[0010]优选地，该系统还包括:录波板，连接至所述数据处理设备，用于记录并显示所述发电机的转速和/或所述降压变压器的二次侧的电气量。
[0011]相应地，本发明还提供了一种次同步振荡监测方法，该方法包括:测量发电机的转速和与所述发电机出口连接的降压变压器的二次侧的电气量；以及在所述发电机的转速和/或所述降压变压器的二次侧的电气量异常的情况下发出预警或故障信号。
[0012]优选地，在所述降压变压器的二次侧的电气量异常的情况下发出预警或故障信号包括:将所测量的降压变压器的二次侧的电气量标准化至预定范围；对标准化之后的电气量进行AD转换；以及在AD转换后的电气量异常的情况下发出预警或故障信号，所述电气量异常为所述电气量处于预定电气量范围之外，所述电气量异常为所述电气量处于预定电气量范围之外。
[0013]优选地，在所述发电机的转速异常的情况下发出预警或故障信号包括:将所测量的发电机的转速与预定转速求差，得到转速偏差值；对所述转速偏差值进行过滤，以得到扭振分量；以及在所述扭振分量大于预定扭振分量的情况下发出预警或故障信号。
[0014]优选地，该方法还包括:根据所述电气量计算有功功率和无功功率；以及在所述有功功率处于预定的有功功率范围之外和/或所述无功功率处于预定的无功功率范围之外的情况下发出预警或故障信号。
[0015]优选地，在所述发电机的转速异常的情况下发出预警或故障信号包括:在所述发电机的转速处于预定的转速范围之外的情况下发出预警或故障信号。
[0016]优选地，该方法还包括:记录并显示所述发电机的转速和/或所述降压变压器的二次侧的电气量。
[0017]通过上述技术方案，本发明对发电机的转速和与发电机出口连接的降压变压器的二次侧的电气量进行实时监测，在其异常的情况下发出预警或故障信号，从而可以判断是否存在次同步振荡，通过本发明提供的技术方案可以达到很好的监测次同步振荡的效果。
[0018]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0020]图1是本发明提供的次同步振荡监测系统的框图；
[0021]图2是本发明提供的包括数据处理设备的具体处理结构的次同步振荡监测系统的框图；以及
[0022]图3是本发明提供的次同步振荡监测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024]图1是本发明提供的次同步振荡监测系统的框图，如图1所示，该系统包括数据处理设备，以及转速测速设备和/或电气量传感器，也就是说本发明提供的次同步振荡监测系统可以仅包括转速测速设备或仅包括电气量传感器，也可以包括转速测速设备和电气量传感器。
[0025]转速测速设备与发电机连接，用于测量发电机的转速。电气量传感器连接至与发电机出口连接的降压变压器的二次侧，用于测量该降压变压器的二次侧的电气量。数据处理设备与转速测速设备和/或电气量传感器连接，用于在发电机的转速和/或降压变压器的二次侧的电气量异常的情况下发出预警或故障信号。具体来说，在数据处理设备仅连接了转速测速设备的情况下，该数据处理设备在发电机的转速异常的情况下发出预警或故障信号，在数据处理设备仅连接了电气量传感器的情况下，该数据处理设备在降压变压器的二次侧的电气量异常的情况下发出预警或故障信号，在数据处理设备连接了转速测速设备和电气量传感器的情况下，该数据处理设备在发电机的转速和降压变压器的二次侧的电气量均异常的情况下发出预警或故障信号。这里，本领域技术人员应当理解，一般情况下，如果存在次同步振荡，发电机的转速和降压变压器的二次侧的电气量均会出现异常，然而也有可能出现如转速测速设备或电气量传感器故障等特殊情况，所以，在实际操作中，即使数据处理设备与转速测速设备和电气量传感器均连接，也可以仅发电机的转速或在仅通过降压变压器的二次侧的电气量中的一者出现异常的情况下就发出预警或故障信号。
[0026]其中，对发电机的转速和降压变压器的二次侧的电气量需要进行处理才可以对其进行异常判断，因而针对不同的物理量，数据处理设备通过不同的装置来进行处理，下面将结合图2对该部分内容进行阐述。图2是本发明提供的包括数据处理设备的具体处理结构的次同步振荡监测系统的框图。
[0027]如图2所示，数据处理设备可以包括电气量转换装置和AD (模数)转换装置，电气量转换装置连接至电气量传感器，用于将所测量的降压变压器的二次侧的电气量标准化至预定范围(为了便于计算)，AD转换装置连接至电气量转换装置，用于对标准化之后的电气量进行AD转换，处理装置与AD转换设备连接，用于在AD转换后的电气量异常的情况下发出预警或故障信号，其中电气量异常为电气量处于预定电气量范围之外。也就是说，在电气量异常的情况下可以判断存在次同步振荡。
[0028]需要说明的是，本发明中描述的电气量可以是电压、电流，本领域技术人员应当理解，这里所描述的“电气量处于预定电气量范围之外”应当是单独对比，也就是说，在电气量为电压的情况下，电气量异常为电压处于预定电压范围之外，在电气量为电流的情况下，电气量异常为电流处于预定电压范围之外，在电气量包括电压和电流的情况下，电气量异常为电压处于预定电压范围之外和/或电流处于预定电压范围之外。当然，本发明不限于此，这里的电气量也可以包括出电压、电流以外的其他电气量。
[0029]如图2所示，数据处理设备还可以包括差值计算模块、模态滤波器和处理装置，差值计算模块与转速测速设备连接，用于将所测量的发电机的转速与预定转速求差，得到转速偏差值；模态滤波器与差值计算模块连接，用于对转速偏差值进行过滤，以得到扭振分量；处理装置与模态滤波器连接，用于在模态滤波器输出的扭振分量大于预定的扭