一种发电机组PSS控制方法、装置存储介质和电子设备与流程

一种发电机组pss控制方法、装置存储介质和电子设备
技术领域
1.本发明涉及发电机控制技术领域，尤其涉及一种发电机组pss控制方法、装置存储介质和电子设备。


背景技术：

2.目前现有的电力系统稳定器pss增益主要由转速信号通道和有功功率信号通道叠加作用。其中，转速信号通道主要用于发电机发生低频振荡时输出；在电网侧发生低频振荡时，转速信号通道输出tp1与有功功率信号通道输出tp4叠加输出的tp3基本为0，此时pss的输出主要依靠有功功率信号通道tp4起阻尼作用。
3.但发电机组在深度调峰下，机组进相达到-110mvar时，机组有功功率持续出现振荡情况，pss持续动作，原因为转速信号通道输出tp1与有功功率信号通道输出tp4叠加输出的tp3不为0，导致pss持续输出，有功功率出现振荡。因此，亟需提出一种解决发电机组pss运行时所面临问题的技术方案。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种发电机组pss控制方法、装置存储介质和电子设备。
5.本发明的一种发电机组pss控制方法的技术方案如下：
6.当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取所述待控制发电机组的第一转子摇摆电抗；
7.根据获取到的所述第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗；
8.当所述待控制发电机组在深度调峰进相运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对pss的输出进行控制，以使所待控制发电机组不产生震荡。
9.本发明的一种发电机组pss控制方法的有益效果如下：
10.本发明的方法通过当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取待控制发电机组的第一转子摇摆电抗，并根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，最终当所述待控制发电机组在深度调峰进相工况下运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对所述待控制发电机组的pss进行控制。因此，本发明的方法在不增加任何设备改造成本的前提下，仅通过调整摇摆电抗的取值的调整，可将机组深度调峰进相工况下有功功率发生振荡的情况予以消除，不仅提高了发电机组运行的稳定性，而且提高了发电机组在深度调峰工况下的安全性。
11.在上述方案的基础上，本发明的一种发电机组pss控制方法还可以做如下改进。
12.进一步，所述励磁装置包括：录波器和调节器；
13.通过励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值的过程，具体包括：
14.控制所述录波器采集所述待控制发电机组的有功功率信号值，并控制所述调节器
采集所述发电机组的转速信号值；
15.将所述有功功率信号值与所述转速信号值之和，确定为有功功率振荡值。
16.进一步，所述根据获取到的所有第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，具体包括：
17.在获取到的所有第一转子摇摆电抗中，将取值最小的第一转子摇摆电抗确定为所述目标转子摇摆电抗。
18.进一步，所述每个第一转子摇摆电抗的取值范围介于所述发电机组的次暂态电抗与所述发电机组的交轴电抗之间。
19.本发明的一种发电机组pss的控制装置的技术方案如下：
20.包括：获取模块、处理模块和控制模块；
21.所述获取模块用于：当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取所述待控制发电机组的第一转子摇摆电抗；
22.所述处理模块用于：根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗；
23.所述控制模块用于：当所述待控制发电机组在深度调峰进相运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对pss的输出进行控制，以使所待控制发电机组不产生震荡。
24.本发明的一种发电机组pss控制装置的有益效果如下：
25.本发明的装置通过当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取待控制发电机组的第一转子摇摆电抗，并根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，最终当所述待控制发电机组在深度调峰进相工况下运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对所述待控制发电机组的pss进行控制。因此，本发明的装置在不增加任何设备改造成本的前提下，仅通过调整摇摆电抗的取值的调整，可将机组深度调峰进相工况下有功功率发生振荡的情况予以消除，不仅提高了发电机组运行的稳定性，而且提高了发电机组在深度调峰工况下的安全性。
26.在上述方案的基础上，本发明的一种发电机组pss控制装置还可以做如下改进。
27.进一步，所述励磁装置包括：录波器和调节器；
28.通过励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值的过程，具体包括：
29.控制所述录波器采集所述待控制发电机组的有功功率信号值，并控制所述调节器采集所述发电机组的转速信号值；
30.将所述有功功率信号值与所述转速信号值之和，确定为有功功率振荡值。
31.进一步，所述处理模块具体用于：
32.在获取到的所有第一转子摇摆电抗中，将取值最小的第一转子摇摆电抗确定为所述目标转子摇摆电抗。
33.进一步，所述每个第一转子摇摆电抗的取值范围介于所述发电机组的次暂态电抗与所述发电机组的交轴电抗之间。
34.本发明的一种存储介质的技术方案如下：
35.存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如本发明的一种发电机组pss控制方法的步骤。
36.本发明的一种电子设备的技术方案如下：
37.包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，使所述计算机执行如本发明的一种发电机组pss的控制方法的步骤。
附图说明
38.图1为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法的流程示意图；
39.图2为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中的励磁装置的简化原理框图；
40.图3为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中的励磁装置pss2b型的结构图；
41.图4为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中励磁装置各内部输出量命名的原理图；
42.图5为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中第一转子摇摆电抗为0.2时的转速信号值变化图；
43.图6为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中第一转子摇摆电抗为0.55时的转速信号值变化图；
44.图7为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中第一转子摇摆电抗为1.1时的转速信号值变化图；
45.图8为本发明实施例的一种发电机组pss控制方法中第一转子摇摆电抗为2.0时的转速信号值变化图；
46.图9为本发明实施例的一种发电机组pss控制装置的结构示意图。
具体实施方式
47.如图1所示，本发明实施例的一种发电机组pss控制方法，包括如下步骤：
48.当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取所述待控制发电机组的第一转子摇摆电抗。
49.其中，图2示出了励磁装置的简化原理框图。在励磁装置中，g为发电机，ct为电流互感器，pt为电压互感器，t为励磁变压器，u为励磁电压、avr为自动电压调节器。其中，励磁装置采用自并励静止方式。
50.其中，励磁装置采用pss2b型，pss2b型结构图如图3所示，其中，tw1～tw4为隔直环节时间常数：t1、t2、t3、t4、t5、t6分别为超前滞后环节时间常数：ks1为电力系统稳定器增益；ks3为功率匹配系统；ks2、t7分别为电功率计算补偿因子和电功率计算时间常数；t8、t9为斜波跟踪滤波器时间常数，主要用于过滤轴系扭振和噪声信号。
51.其中，待控制发电机组采用额定功率660mw，深度调峰下限99mw(0.15pn)。
52.其中，转子摇摆电抗xx并不是通常我们所说的发电机同步交轴电抗，而是介于发电机交轴电抗xq和发电机次暂态电抗x”q之间的一个电抗值，称之为摇摆电抗，因为它是在发电机转子摇摆时呈现出来的电抗，它要比稳态时发电机交轴电抗xq小得多，同时又比发电机次暂态交轴电抗x”q要大。
53.具体地，通过不断调整(在转子摇摆电抗的预设范围内)待控制发电机组的第一转子摇摆电抗，利用励磁装置采集待控制发电机组的有功功率振荡值，当有功功率振荡值为
零时，获取此时待控制发电机组的第一转子摇摆电抗。
54.根据获取到的所有第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗。
55.当所述待控制发电机组在深度调峰进相运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对pss的输出进行控制，以使所待控制发电机组不产生震荡。
56.其中，深度调峰为：发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式；深度调峰的负荷范围超过该电厂锅炉最低稳燃负荷以下。
57.其中，进相运行为：减少发电机励磁电流，使发电机电势减小，功率因数角就变为超前的，发电机负荷电流产生助磁电枢反应，发电机向系统输送有功功率，吸收无功功率，这种运行状态称为进相运行。
58.其中，pss是电力系统静态稳定器，是励磁系统的一种功能，是抑制有功振荡的。主要作用是给电压调节器提供附加控制信号。
59.需要说明的是，电力系统稳定器pss判断发电机出现震荡主要通过转速通道和有功通道两部分组成，其中，发电机侧(发电机出现震荡分为发电机侧震荡和电网侧震荡两种)出现震荡时主要依靠有功通道，转速通道基本不起作用，但是在机组深度调峰的情况下由于转子摇摆阻抗取值的不同会放大转速通道的影响，使得转速通道也参与进来，使得电力系统稳定器pss认为发电机发生震荡，开始参与调节，引起发电机有功功率摆动情况。所以，转子摇摆电抗取值主要影响电力系统稳定器pss中转速通道的输出情况。
60.较优地，所述励磁装置包括：录波器和调节器；
61.通过励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值的过程，具体包括：
62.控制所述录波器采集所述待控制发电机组的有功功率信号值，并控制所述调节器采集所述发电机组的转速信号值；
63.将所述有功功率信号值与所述转速信号值之和，确定为有功功率振荡值。
64.其中，如图4所示，通过励磁装置中的录波器对pss各内部输出信号(tp1-tp7)进行录波，录波器主要用来观测发电机组的各电气量，励磁装置中的调节器主要用来观测pss各内部中间量输出情况。其中，各电气量为：uab-机端电压、uf-励磁电压、p-发电机有功功率、q-发电机无功功率，而本发明中调节器录波数据主要观测转速测量环节tp1输出。
65.较优地，所述根据获取到的所有第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，具体包括：
66.在获取到的所有第一转子摇摆电抗中，将取值最小的第一转子摇摆电抗确定为所述目标转子摇摆电抗。
67.其中，通过对待控制的发电机组在大负荷工况下的pss性能验证试验(70％pn)可以得出，在发电机组大负荷迟相运行工况下，当pss投入时，xx＝0和xx＝0.55均能够明显提高机组的阻尼作用，可以有效抑制电网系统低频振荡，满足标准要求。当第一摇摆电抗xx＝0.55时，pss抑制振荡效果略好于xx＝0，此工况下第一摇摆电抗xx对pss抑制低频振荡效果影响较小。
68.其中，在发电机深度调峰工况下的pss性能验证试验(15％pn)中可知：
69.当xx＝0时，发电机组进相运行时，转速测量误差增大，放大了真实转速的幅值，造成了tp3不再输出为0，且输出了一个较大值，导致tp5的作用大于tp4，使得pss提供了负阻
尼作用。
70.当xx＝0.55时，发电机组进相运行时，转速测量误差小，tp1和tp3输出值很小，pss输出基本为0，未产生负阻尼作用。发电机组进相至-180mvar时，发电机有功功率仍未出现振荡，且有功功率平稳。
71.当xx＝1.5时，在无功功率进相至-110mvar时，发电机组有功功率输出平稳，但是继续减磁至-170mvar后，转速测量误差增大，同样放大了真实转速的幅值，造成了tp3不再输出为0，且输出了一个较大值，导致tp5的作用大于tp4，使得pss提供了负阻尼的作用。
72.本次试验确认了是pss中第一摇摆电抗xx参数设置问题导致了pss提供负阻尼作用。通过修改xx为0.55pu后，解决了发电机组在深度调峰进相运行时的有功功率振荡问题。但是发现当xx设为较大值，在更深的进相运行工况下同样会暴露出转速测量误差增大的问题，从而引发pss提供负阻尼作用。
73.为进一步验证xx取值对pss转速计算环节的影响，在机组无功功率-160mvar，pss退出后(转速测量误差不会引起有功功率的振荡)，当xx取值分别为0.2、0.55、1.1、2.0时，对pss转速信号进行了录波，结果如图5-图8所示，随着xx取值的逐步增大，转速信号tp1的输出也在逐步增大，即转速计算误差增大。因此，投入pss后，xx取值越大，在持续减磁至深度进相工况下越早发生功率振荡。
74.通过机端电压阶跃试验可以得出，发电机组深度调峰、进相运行工况下，当xx取值为0时，pss不仅无法抑制有功功率振荡，反而加剧有功功率振荡程度；当xx取值为0.2和0.55时，pss能有效抑制有功功率振荡；当xx取值为1.1时，pss基本不再提供正阻尼了，即xx取值越大，抑制有功功率振荡的效果从强到弱进行变化。
75.因此，在获取到的所有第一转子摇摆电抗中，将取值最小的转子摇摆电抗确定为目标转子摇摆电抗。
76.较优地，所述每个第一转子摇摆电抗的取值范围介于所述发电机组的次暂态电抗与所述发电机组的交轴电抗之间。
77.本实施例通过当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取待控制发电机组的第一转子摇摆电抗，并根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，最终当所述待控制发电机组在深度调峰进相工况下运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对所述待控制发电机组的pss进行控制。因此，本实施例的技术方案在不增加任何设备改造成本的前提下，仅通过调整摇摆电抗的取值的调整，可将机组深度调峰进相工况下有功功率发生振荡的情况予以消除，不仅提高了发电机组运行的稳定性，而且提高了发电机组在深度调峰工况下的安全性。
78.如图9所示，本发明实施例的一种发电机组pss控制装置200，包括：获取模块210、处理模块220和控制模块230；
79.所述获取模块210用于：当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取所述待控制发电机组的第一转子摇摆电抗；
80.所述处理模块220用于：根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到所述待控制发电机组的目标转子摇摆电抗；
81.所述控制模块230用于：当所述待控制发电机组在深度调峰进相运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对pss的输出进行控制，以使所待控制发电机组不产生震荡。
82.较优地，所述励磁装置包括：录波器和调节器；
83.通过励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值的过程，具体包括：
84.控制所述录波器采集所述待控制发电机组的有功功率信号值，并控制所述调节器采集所述发电机组的转速信号值；
85.将所述有功功率信号值与所述转速信号值之和，确定为有功功率振荡值。
86.较优地，所述处理模块具体用于：
87.在获取到的所有第一转子摇摆电抗中，将取值最小的第一转子摇摆电抗确定为所述目标转子摇摆电抗。
88.较优地，所述每个第一转子摇摆电抗的取值范围介于所述发电机组的次暂态电抗与所述发电机组的交轴电抗之间。
89.本实施例通过当励磁装置所采集的待控制发电机组的有功功率振荡值为零时，获取待控制发电机组的第一转子摇摆电抗，并根据获取到的第一转子摇摆电抗，得到待控制发电机组的目标转子摇摆电抗，最终当所述待控制发电机组在深度调峰进相工况下运行时，根据所述目标转子摇摆电抗对所述待控制发电机组的pss进行控制。因此，本实施例的技术方案在不增加任何设备改造成本的前提下，仅通过调整摇摆电抗的取值的调整，可将机组深度调峰进相工况下有功功率发生振荡的情况予以消除，不仅提高了发电机组运行的稳定性，而且提高了发电机组在深度调峰工况下的安全性。
90.上述关于本实施例的一种发电机组pss的控制装置200中的各参数和各个模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于一种发电机组pss的控制方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
91.本发明实施例提供的一种存储介质，包括：存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如一种发电机组pss控制方法的步骤，具体可参考上文中一种发电机组pss控制方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
92.计算机存储介质例如：优盘、移动硬盘等。
93.本发明实施例提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，使所述计算机执行如一种发电机组pss控制方法的步骤，具体可参考上文中一种发电机组pss控制方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
94.所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为方法、装置、存储介质和电子设备。
95.因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光
纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。