励磁系统调差整定方法、系统及PSS协调方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种励磁系统调差整定方法，包括：获取发电机的功率因数，根据功率因数计算第一负调差系数；获取发电机的主变压器的短路电抗值，计算预设比例的所述短路电抗值对应的第二负调差系数；根据短路电抗值计算发电单元的总调差保留预设裕度下对应的第三负调差系数；比较第一负调差系数、第二负调差系数和第三负调差系数，将其中的最大值更新为当前运行调差系数。调差整定后的负调差系数较优，在不破坏励磁系统的稳定性、同时保证并列发电机组之间的无功合理分配及稳定运行的前提下，减小了发电机与电网之间的联系电抗，提高了发电机对电网电压降落的敏感度，从而更好地提高了电网的电压稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网
，特别是涉及一种励磁系统调差整定方法、系统及PSS 协调方法和系统。
技术介绍
调差指同步发电机在功率因数等于零的情况下，无功电流从零变化到额定值时， 发电机端电压变化的变化率。国内对调差的极性规定为：向下倾斜的特性曲线（即电压随 无功负荷增加而下降）的调差系数为正，称为正调差；反之，向上倾斜的特性曲线的调差系 数为负，称为负调差。 目前电厂的发电机普遍采用单元接线方式，即一台发电机配一台升压变挂网运 行，而新投运机组的主变压器短路电抗一般达到20%以上，因此发电机与电网之间的联系 变弱，导致发电机对电网的电压跌落感知的灵敏度变小，对电网的无功支撑力度也相对减 弱，电网稳定性降低。因此，电网需要发电机组的励磁系统采用负调差，抵消一部分主变压 器短路电抗，使得一个发电单元（发电机+升压变挂网）的总调差减小，以增强发电机对电 网的无功支撑力度，提高电网的电压稳定性。 励磁系统中设有励磁调节器，励磁调节器中的PSS(power system stabilization 电力系统稳定器）与调差系数均对系统的稳定产生作用。一般情况下，调差系数的选择以 "并列点的电压调差率宜按照5%~10%整定，在无功分配稳定的情况下取小值，同母线下 的电压调差率应相同"为原则，但是具体选择多少往往根据经验确定，缺乏理论计算，且随 意性较大。因此，传统的选取调差系数方法对提高电网电压稳定性的效率不高。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种高效率提高电网电压稳定性的励磁系统 调差整定方法、系统及PSS协调方法和系统。 -种励磁系统调差整定方法，包括如下步骤： 获取发电机的功率因数，根据所述功率因数计算第一负调差系数，其中，所述第一 负调差系数为发电机的无功电流由零变化到额定无功电流时，引起发电机的电压升高预设 电压值对应的调差系数； 获取所述发电机的主变压器的短路电抗值，计算预设比例的所述短路电抗值对应 的第二负调差系数； 根据所述短路电抗值计算发电单元的总调差保留预设裕度下对应的第三负调差 系数； 比较所述第一负调差系数、所述第二负调差系数和所述第三负调差系数，将其中 的最大值更新为当前运行调差系数。 -种PSS协调方法，包括如下步骤： 获取励磁调节器的初始运行调差系数，将上述励磁系统整定方法的当前运行调差 系数减去所述初始运行调差系数，得到调差变化值； 查询PSS的有补偿特性曲线数据，根据所述有补偿特性曲线数据获取预设范围内 的当前频率下PSS空间力矩的初始矢量； 根据所述调差变化值和所述PSS空间力矩的所述初始矢量，计算所述当前频率下 所述PSS空间力矩的矢量变化值； 根据所述PSS空间力矩的所述矢量变化值判断所述调差变化值对所述当前频率 下所述PSS空间力矩的矢量的影响是否在预设的可控范围内； 若否，则调整所述PSS的参数，并返回所述查询PSS的有补偿特性曲线数据，根据 所述有补偿特性曲线数据获取预设范围内的当前频率下PSS空间力矩的初始矢量的步骤。 -种励磁系统调差整定系统，包括： 第一计算模块，用于获取发电机的功率因数，根据所述功率因数计算第一负调差 系数，其中，所述第一负调差系数为发电机的无功电流由零变化到额定无功电流时，引起发 电机的电压升高预设电压值对应的调差系数； 第二计算模块，用于获取所述发电机的主变压器的短路电抗值，计算预设比例的 所述短路电抗值对应的第二负调差系数； 第三计算模块，用于根据所述短路电抗值，计算发电单元的总调差保留预设裕度 下对应的第三负调差系数； 调差优化模块，用于比较所述第一负调差系数、所述第二负调差系数和所述第三 负调差系数，将其中的最大值更新为当前运行调差系数。 一种PSS协调系统，包括： 调差计算模块，用于获取励磁调节器的初始运行调差系数，将上述励磁系统整定 系统的当前运行调差系数减去所述初始运行调差系数，得到调差变化值； 矢量获取模块，用于查询PSS的有补偿特性曲线数据，根据所述有补偿特性曲线 数据获取预设范围内的当前频率下PSS空间力矩的初始矢量； 矢量计算模块，用于根据所述调差变化值和所述PSS空间力矩的所述初始矢量， 计算所述当前频率下所述PSS空间力矩的矢量变化值； 矢量分析模块，用于根据所述PSS空间力矩的矢量变化值判断所述调差变化值对 所述当前频率下所述PSS空间力矩的矢量的影响是否在预设的可控范围内； 参数调整模块，用于在所述调差变化值对所述当前频率下所述PSS空间力矩的矢 量的影响不在预设的可控范围内时，调整所述PSS的参数，并返回执行所述矢量获取模块 的功能。 上述励磁系统调差整定方法和系统，通过根据发电机的功率因数计算第一负调差 系数，根据发电机的主变压器的短路电抗值计算第二负调差系数和第三负调差系数，并选 取第一负调差系数、第二负调差系数和第三负调差系数中的最大值更新为当前运行调差系 数，调差整定后的负调差系数较优，提高了发电机对电网电压降落的敏感度，从而更好地提 高了电网的电压稳定性，同时又不破坏励磁系统的稳定性，保证了并列发电机组之间的无 功合理分配及稳定运行。 上述PSS协调方法和系统，根据当前运行调差系数和初始运行调差系数计算调差 变化值，根据调差变化值和获取的预设范围内的当前频率下PSS空间力矩的初始矢量计算 当前频率下PSS空间力矩的矢量变化值，根据PSS空间力矩的矢量变化值判断调差变化值 对当前频率下PSS空间力矩的矢量的影响是否在预设的可控范围内，若否，则重新调成PSS 的参数，并返回获取当前频率下PSS空间力矩的初始矢量。采用优化后的负调差系数进行 调差后，对PSS进行检测，既考虑电网的电压稳定，又兼顾电网的动态稳定，进一步提高电 网的整体稳定性。【附图说明】 图1为不同情况下发电机电压调节特性曲线图； 图2为励磁系统工作模块示意图； 图3为一模拟试验中不同调差下发电机的无功出力曲线图； 图4为考虑励磁系统的附加调差后的Philips-Heffron模型框图； 图5为一试验中不同调差下发电机的无补偿特性曲线图； 图6为一实施例中本专利技术励磁系统调差整定方法的流程图； 图7为一实施例中本专利技术PSS协调方法的流程图； 图8为一实施例中根据矢量变化值判断调差变化值对当前频率下PSS空间力矩的 矢量的影响是否在预设的可控范围内的具体流程图； 图9为一实施例中本专利技术励磁系统调差整定系统的模块图； 图10为一实施例中本专利技术PSS协调系统的模块图； 图11为一实施例中矢量分析模块的具体单元图。【具体实施方式】 参考图1，为不同情况下对应的发电机电压调节特性曲线，调差表征特性曲线的斜 率。其中，1?表示无功电流，u t表示发电机的机端电压，Ut。为机组0无功时对应的机端电压。 实际应用中，由于无功电流的测量比较麻烦，所以可以直接采用无功功率代替无功电流。 调差在励磁系统主环中的叠加位置如图2所示，直接叠加到励磁系统主控制环的 给定值Uref上。其中，a指励磁调节器，b指励磁变压器，c指升压变压器，d指线路。PID 为励磁PID控制算法，Ifd为励磁电流，P为有功功率，Q为无功功率，ω为发电机转速，G为 发电机，PSS为电力系统稳定器。 运行中的同步发电机的调差理论上是指自然调差和励磁系统的附加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种励磁系统调差整定方法，其特征在于，包括如下步骤：获取发电机的功率因数，根据所述功率因数计算第一负调差系数，其中，所述第一负调差系数为发电机的无功电流由零变化到额定无功电流时，引起发电机的电压升高预设电压值对应的调差系数；获取所述发电机的主变压器的短路电抗值，计算预设比例的所述短路电抗值对应的第二负调差系数；根据所述短路电抗值计算发电单元的总调差保留预设裕度下对应的第三负调差系数；比较所述第一负调差系数、所述第二负调差系数和所述第三负调差系数，将其中的最大值更新为当前运行调差系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊峰，苏寅生，孙闻，盛超，赵艳军，梅成林，朱良合，马明，王奕，陈锐，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44