一种用于判断调速系统对低频振荡阻尼影响的监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于判断原动机调速系统对低频振荡影响的监测识别方法，用于识别振荡过程中原动机调速系统为振荡提供正阻尼还是负阻尼，以为电力系统稳定运行提供一定的参考价值。该方法首先通过TLS-ESPRIT方法对振荡阻尼进行辨识，用阻尼比确定发电机转子方程左右两边变量的第一夹角，再通过测量发电机本地的电磁功率与转速得到转速偏差与有功功率偏差的第二夹角，两个夹角对比确定机械功率偏差对于振荡提供正阻尼还是负阻尼。判断方法简单有效，能够帮助运行人员提高电力系统稳定水平。
【专利说明】-种用于判断调速系统对低频振荡阻尼影响的监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统稳定分析【技术领域】，更具体地，涉及一种能够用于在线判断 原动机调速系统对于低频振荡阻尼影响的监测识别方法。
【背景技术】
[0002] 原动机调速系统是电力系统中最主要元件发电机的动力系统，对于火电机组，主 要由锅炉、汽轮机、调速系统及其执行机构组成，对于水电机组，主要由引水系统、水轮机、 调速系统及其执行机构组成。在传统的分析低频振荡的过程中，电力系统弱阻尼低频振荡 通常被认为是由于在远距离大容量送电时，高增益快速响应的励磁系统向系统提供负阻尼 转矩而造成。这一认识是Demello等人在发电机Philips-Heffron(H-P)模型的基础上提 出的。不过，由于当时原动机调速系统响应较慢，因而没有将原动机调速系统纳入分析的范 围，于是在较长时间内形成了原动机调速系统对低频振荡的影响较小这一普遍认识。
[0003] 但是，随着电液调速的逐步使用，调速系统的响应水平较过去有了很大的提高，将 可能影响到低频振荡的阻尼。并且，越来越多的机组一次调频实验振荡事故表明，调速系统 对电网安全稳定运行构成了影响。因此，调速系统对于低频振荡的影响开始逐渐受到关注。
[0004] 类比于励磁系统，文献"原动机调节系统对电力系统动态稳定的影响"基于H-P模 型和转矩理论分析了原动机调速系统对电力系统低频振荡阻尼的影响。文献"电网侧扰动 引起共振型低频振荡的机制分析"进一步指出，采用电磁功率前馈代替机械功率反馈将会 使机械功率的阻尼减小。文献"一次调频试验引发低频振荡实例及机理分析"给出了一次 调频参数设置不当会引发系统功率振荡的案例，并进行了详细的分析。这些工作在分析原 动机调速系统对电网低频振荡的影响上都具有一定的推进作用。
[0005] 上述的研究以分析原动机调速系统对振荡的影响为目标，主要开展原动机调速系 统引入对单机无穷大系统的影响、调速控制方式和参数对低频振荡的影响、调速系统扰动 对低频振荡的影响，在针对实际问题时，由于分析过程较为复杂，必须依靠离线量完成，不 能在在线的分析中直接应用。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于判断调速系统对低频振荡 阻尼影响的监测方法，旨在解决通过在线量发现低频振荡中调速系统可能对低频振荡提供 负阻尼，不利于振荡平息的情况，从而能够通过停止一次调频来提升振荡阻尼，帮助振荡更 快平息。
[0007] 本发明提供了一种用于判断调速系统对低频振荡阻尼影响的监测方法，包括下述 步骤：
[0008] S1 :通过检测发电机机端功率来判断所述发电机是否发生功率振荡，若是，则进入 步骤S2 ;若否，则继续检测；
[0009] S2 :由发电机实时输出功率匕减去稳态参考输出功率PMf得到功率偏差信号APe， 由实时输出的转速量《减去稳态参考转速得到转速偏差信号△?，分别对功率偏差 信号APe和转速偏差信号A?分别进行滤波处理，除去信号中的噪音以及偏置量；稳态参 考输出功率PMf是指发电机稳定运行时需要输出的功率，是人为给定值，其值由调度人员下 发给电厂，一般为发电机组的额定出力；稳态参考转速是发电机正常运行时同步转速 的标幺值，一般为1;
[0010] S3 :对滤波后的信号进行振荡模态参数辨识处理，获得低频振荡阻尼比I，并根 据所述阻尼比获得第一夹角ei;
[0011] S4:通过检测调速系统的阀门位置控制信号来判断调速系统是否动作，若是则转 入步骤S5,若否，则说明调速系统对于这次低频振荡没有影响；
[0012]S5 :通过所述功率偏差信号APe和所述转速偏差信号A?获得第二夹角0 2 ;
[0013]S6:判断所述第一夹角0 :是否大于所述第二夹角0 2，若是，则说明调速系统对低 频振荡提供了负阻尼；若否，则说明调速系统对低频振荡有提升阻尼的作用。
[0014] 其中，所述第一夹角e:是指通过获得振荡阻尼而推算得到的APe与A?的推算 夹角，第一夹角、=单位为弧度。
[0015] 其中，所述第二夹角
【权利要求】
1. 一种用于判断调速系统对低频振荡阻尼影响的监测方法，其特征在于，包括下述步 骤： 51 :通过检测发电机机端功率来判断所述发电机是否发生功率振荡，若是，则进入步骤 S2 ;若否，则继续检测； 52 :由发电机实时输出功率匕减去稳态参考输出功率Pref得到功率偏差信号A Pe，由 实时输出的转速量《减去稳态参考转速《得到转速偏差信号△?，分别对功率偏差信 号APe和转速偏差信号A ?分别进行滤波处理，除去信号中的噪音以及偏置量； 53 :对滤波后的信号进行振荡模态参数辨识处理，获得低频振荡阻尼比I，并根据所 述阻尼比获得第一夹角Q1 ; S4:通过检测调速系统的阀门位置控制信号来判断调速系统是否动作，若是则转入步 骤S5,若否，则说明调速系统对于这次低频振荡没有影响； S5 :通过所述功率偏差信号A Pe和所述转速偏差信号A ?获得第二夹角02 ; S6:判断所述第一夹角Q1是否大于所述第二夹角02，若是，则说明调速系统对低频振 荡提供了负阻尼；若否，则说明调速系统对低频振荡有提升阻尼的作用。
2. 如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述第一夹角Q1 = /2-1，I为低 频振荡阻尼比。
3. 如权利要求1或2所述的监测方法，其特征在于，所述第二夹角
，其中V t2分别指相邻的两个有功功率增量过零点所对 应的时间，t3指这两个有功功率增量过零点之间的转速增量过零点对应的时间，
4. 如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在步骤S3中使用TLS-ESPRIT方法对滤 波后的信号进行振荡模态参数辨识处理。
5. 如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在步骤S4中，当阀门位置控制信号y 与稳态阀门指令不相等，且伴随有与低频振荡频率相同的振荡时，则认为调速系统动作 并参与了振荡。
【文档编号】G01R31/00GK104330667SQ201410594644
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】刘子全, 李勇, 文劲宇, 奚江惠, 姚伟, 王春明, 党杰 申请人:华中电网有限公司, 华中科技大学