专利名称：发电机控制设备对电力系统振荡影响的辨识方法
技术领域：
本发明属于电力系统稳定分析与控制技术领域，具体涉及一种发电机控制设备对电力系统振荡影响的辨识方法。
背景技术：
在互联电力系统中，特定工况下的故障可能引起发电机转子间的相对摇摆，相应的输电线路上可能发生大幅功率振荡，从而威胁电力传输的安全。近年来国内外发生的多起振荡事故表明，功率振荡问题已经成为互联电力系统发展的关键瓶颈之一。关于引发振荡的原因，传统负阻尼机理认为，高倍快速励磁系统会削弱所在发电机的阻尼转矩，进而导致系统负阻尼模式的出现。最近各类文献中的仿真研究也表明，励磁系统中的励磁设备(包括励磁调节器AVR和励磁机Exciter，下文统称AVR)或者电力系统稳定器(PSS)的参数不当可能导致系统大幅振荡。显然，如果能够在线地定位振荡源，就能够为及时采取针对性措施抑制振荡提供极大便利。目前不少学者已经开始在这方面开展了研究。最初有学者定义了发电机能量来寻找强迫振荡中干扰源所在的发电机组，并在此基础上进一步发展了基于支路能量的方法，可通过量测线路状态量对电力网络中的能量流进行溯源，从而判断振荡源所在区域。在成功找到振荡源所在发电机组之后，又有学者成功地根据机端母线量测找到了振荡源所在的发电机内部控制通道，即判断振荡源位于励磁系统还是调速系统上。现有的研究已经可以将振荡源定位工作深入到发电机内部的控制系统，一般来说，控制系统是由若干控制设备以串联或并联的形式组成，例如现代电力系统中发电机励磁系统一般是由PSS和AVR串联而成。因此很自然地，如果已经确定振荡源位于励磁系统中，能否进一步判断出振荡源是位于此控制系统中何种设备上。实现这个目标的关键点是辨识两类控制设备即AVR和PSS在振荡过程中的作用。
发明内容
本发明的目的是提出一种辨识发电机控制设备对系统振荡的影响的方法，基于发电机在线量测信号，结合离线建模仿真的方法，计算不同控制设备对系统振荡的影响指标，从而据此判断振荡源位于何种控制设备。根据本发明实施例的发电机控制设备对系统振荡影响的辨识方法，包括以下步骤:(I)从相关建模报告中获得AVR的控制函数框图及控制参数，并利用离线建模工具搭建时域仿真分析模型；(2)从发电机铭牌中获取以下参数:T' d(l:d轴开路暂态时间常数，xd:d轴同步电抗，X' 轴瞬变电抗；(3)获取时间段[ti，t2]内如下物理量的在线量测值:Ut:发电机机端电压幅值量测，Ef:发电机励磁电压，Ei q:发电机q轴瞬变电动势；
(4)通过对(2)中量测值进行简单处理得到以下参数:UMf:AVR对机端电压参考值的整定结果，Ef0:发电机励磁电压的稳态值；(5)以Uref-Ut作为(I)中所搭建模型的输入信号，在时间段[tp t2]进行仿真得到
输出Ef—aw ；(6)按公式 Ef—pss=Ef-Ef(l_Ef—avr 计算 Ef—pss ；(7)对E',做数值微分得到其导数￡；然后根据公式五=￡；.-计算q轴空载电动势Eq ；(8)对时间段[k t2]内任一时间点τ，均按下式计算判断励磁控制设备对系统振荡影响的指标:
权利要求
1.一种发电机控制设备对系统振荡影响的辨识方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)从相关建模报告中获得AVR的控制函数框图及控制参数，并利用离线建模工具搭建时域仿真分析模型；(2)从发电机铭牌中获取以下参数:T'd(l:d轴开路暂态时间常数，Xd:d轴同步电抗，X,d:d轴瞬变电抗； (3)获取时间段[ti，t2]内如下物理量的在线量测值:Ut:发电机机端电压幅值量测，Ef:发电机励磁电压，E' q:发电机q轴瞬变电动势； (4)通过对(2)中量测值进行简单处理得到以下参数:Uref:AVR对机端电压参考值的整定结果，Eftl:发电机励磁电压的稳态值； (5)以UMf-Ut作为(I)中所搭建模型的输入信号，在时间段[Lt2]进行仿真得到输出F.Lf_avr， (6)按公式Ef_pSS=Ef-Ef(l-Ef—avr 计算 Ef—pss ； (7)对E',做数值微分得到其导数鳥，然后根据公式尽=A计算q轴空载电动势E“ (8)对时间段[kt2]内任一时间点τ，均按下式计算判断励磁控制设备对系统振荡影响的指标:
全文摘要
本发明提出一种发电机控制设备对系统振荡影响的辨识方法，包括以下步骤首先获取必要的发电机参数和励磁设备控制模型，然后获取有关的发电机量测信号，进而搭建励磁设备模型并使用在线量测作为输入进行仿真，得到相应的仿真输出，根据该输出可以计算励磁设备和电力系统稳定器分别对系统振荡影响的指标。本发明只需要对部分控制设备搭建仿真模型，对模型和参数的依赖程度低，并通过量测结合仿真的方法减小了系统分析的难度，可推广到各种复杂模型、连接关系的控制系统中，具有很好的通用性。
文档编号H02J3/24GK103178532SQ20131002563
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者沈沉, 李颖, 刘锋 申请人:清华大学