专利名称：利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用次同步振荡抑制装置激发发电机组轴同步振荡的方法。
背景技术：
随着我国电网系统对大容量电源和远距离输电技术的巨大需求，为更大限度的节 约投资和运行成本，输电线路装备串联补偿设备的方式得到广泛的采用。另外，直流输电技术以及交直流混合输电等技术也逐渐成为我国电网建设中的主 要高压输电方式。基于以上技术的应用，由于LC振荡和电力电子原件导致的发电机组轴系 次同步振荡问题成为危害电网和发电机组安全运行的焦点问题。目前，在国内外均没有提 及一种可行的实验室动模试验方法，尤其还没有一种激发发电机组次同步振荡的方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，在此提出一种工程中切实可行的利用次同步振荡抑制装置 (SSR-DS)激发发电机组轴系次同步振荡的方法。本发明提供的利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法包括 a.将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制装置的控制器的转速采样端连接；b.信号发 生器生成信号=Asin(Wt)，其中，w = 2XJiXf,f为预定频率，A为信号幅值，A = 0 ;c.增 大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检测发电机组的振动，当 振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值；d.记录振动数据。优选地，还包括步骤e 判断是否已完成所有模态，如果已完成，则结束；如尚未完 成，则返回步骤b，将f设置为待测模态的频率，顺序执行步骤b、c、d、e。优选地，其特征在于，所述预定频率包括13. 02Hz,22. 77Hz、28. 16Hz中的任何一 种。优选地，所述步骤c还包括停止增大信号幅值后，在预定时间内稳定运行。更优选 地，预定时间为300秒。优选地，预定振动幅值小于或等于0. lrad/s。更优选地，预定振动幅值为 0.06rad/s优选地，所述方法反复执行下列步骤断开信号发生器输出端与次同步振荡抑制 装置的连接；执行步骤a至步骤d。相对于现有技术，本发明利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方 法能够在多台大型汽轮发电机组系统产生准确可控地轴系扭振，模拟当电网发生次同步振 荡或次同步谐振时发电厂各机组的工况，为发电厂侧抑制次同步谐振、次同步振荡和保护 发电机组轴系安全的装置和设备的参数整定设置，提供试验环境和手段。
图1是本发明一种实施方式中的次同步振荡抑制装置的单相结构图2是本发明一种实施方式中利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振 荡的方法的流程图。
具体实施例方式在本发明中，发电机组轴系次同步振荡的激发能够通过SSR-DS设备来实现，如图 1所示，其原理是通过采集信号发生器发出模拟单模态次同步信号，通过调整SSR-DS设备 晶闸管的触发角，改变TCR(可调控电抗器相)支路的电流，通过升压变压器反馈给发电机 组，从而实现对轴系次同步振荡的激发。如图1所示，SSR-DS装置挂接在升压变压器104后端，这样可以避免对发电机组 的直接无功冲击，并且能够保证多台发电机组的响应一致性，从而可以实现一台SSR-DS装 置同时对通过变压器104并网的多台发电机105进行次同步振荡激发。所述次同步振荡抑制装置(SSR-DS)包括控制器101和TCR+FC组件，控制器收到 信号发生器102的模拟单模态信号后，通过调整TCR+FC组件103中晶闸管的触发角，改变 晶闸管所在的支路电流，通过升压变压器反馈给发电机组，从而使发电机组输出转速发生 变化，进而实现对发电机组轴系次同步振荡的激发。如图2所示，在本发明的一种具体实施方式
中，利用次同步振荡抑制装置激发发 电机组次同步振荡的方法包括如下步骤在步骤201，将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制(SSR-DS)装置的控制器的 转速采样端连接。在步骤202，信号发生器生成信号=Asin(Wt)，其中，W = 2X π Xf，f为预定频率， A为信号幅值。在初始状态下A = 0，在步骤203，增大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检 测发电机组的振动，当振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值。在该步骤中，选择一种 现场运行工况，启动SSR-DS设备运行，将信号发生器信号幅值从零逐渐加大，次同步振荡 抑制装置检测到发动机的转速变化，例如检测到对应13. 02Hz的发动机组模态信号幅值达 到0. 06rad/s时，停止加大激励信号幅值。为了保护机组不发生较大振动，优选地，发动机 组模态信号的幅值小于或等于0. lrad/s)。之后，稳定运行预定的时间段，优选地，稳定运行 300 秒。在步骤204，记录振动数据，以便于以后将以上数据进行分析。例如，分别比较每种 工况下同一模态频率，同一激发信号幅值条件下，单模态输出信号的幅值，总结规律。或进 行详细的表格分析，为确定最终SSR-DS设备投入运行时的相关参数做技术参考。优选地，还可以反复进行投入、退出激励信号的试验。分析投、退信号产生的影响 以及系统自身收敛性能。如系统的自身收敛性能好，则多次投入、退出激励信号后系统仍然 稳定运行，不发生次同步振荡。优选地，在本实施方式中，还包括步骤205 判断是否已完成所有模态，如果已完 成，则结束；如尚未完成，则返回步骤202，将频率f设置为待测模态的频率，顺序执行上 述步骤202至204。例如，设计进行三种模态下的测试，再完成上述步骤201至204的过 程后，再重复步骤202至步骤204的操作两次，但分别将激发信号频率更换成22. 77Hz和 28.16Hz。
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优选地，还可以模拟其他运行工况，重复步骤202-步骤204。选取工况的原则是 尽可能选择现场运行工况中差别比较大的运行方式。一般选择5 8种典型的运行工况即 可。详细记录相关数据。当利用SSR-DS激发发电机组次同步振荡试验时，只需将SSR-DS控制器的转速采 样环节变换为信号发生器所发出的模拟单模态信号即可。经过控制器之后TCR发出的与模 态信号相一致的无功信号输出到电网中，此时通过转速检测环节进行录波、运算和处理，分 析得出转速中包含所加频率的信号。因此，此种方法能够对发电机组轴系次同步振荡进行 激发，并且能够使得通过变压器并网的所有在线的多台发电机组的次同步振荡。尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于 上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发 明做出不同的变化和修改。
权利要求
1.一种利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法，其特征在于，所述 方法包括a.将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制装置的控制器的转速采样端连接；b.信号发生器生成信号=Asin(Wt)，其中，W= 2X π X f，f为预定频率，A为信号幅值， A = 0；c.增大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检测发电机组的 振动，当振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值；d.记录振动数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤e判断是否已完成所有模态， 如果已完成，则结束；如尚未完成，则返回步骤b，将f设置为待测模态的频率，顺序执行步 骤 b、c、d、e。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预定频率包括13.02Hz、 22. 77Ηζ、28· 16Hz 中的任何一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤c还包括停止增大信号幅值后， 在预定时间内稳定运行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预定时间为300秒。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预定振动幅值小于或等于0.lrad/s。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，预定振动幅值为0.06rad/S。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括反复执行下列步 骤断开信号发生器输出端与次同步振荡抑制装置的连接；执行步骤a至步骤d。
全文摘要
本发明公开的利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法包括将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制装置的控制器的转速采样端连接；信号发生器生成信号Asin(wt)，其中，w＝2×π×f，f为预定频率，A为信号幅值，A＝0；增大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检测发电机组的振动，当振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值；记录振动数据。采用本发明，能够在多台大型汽轮发电机组系统产生准确可控地轴系扭振，模拟当电网发生次同步振荡或次同步谐振时发电厂各机组的工况，为发电厂侧抑制次同步谐振、次同步振荡和保护发电机组轴系安全的装置和设备的参数整定设置，提供试验环境和手段。
文档编号G01R31/34GK102109576SQ20091024406
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者何师, 卓华, 吴思聪, 孙寿广, 孟会永, 安万洙, 张银山, 李兴旺, 杨文超, 林惊涛, 武云生, 王绍德, 肖述林, 范巍, 贾树旺, 顾强 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 北京国电华北电力工程有限公司, 神华国华(北京)电力研究院有限公司, 荣信电力电子股份有限公司, 陕西国华锦界能源有限责任公司, 陕西电力科学研究院