一种发电机阻尼性质判别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发电机阻尼性质判别方法及装置，包括：针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波；将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真；根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质。本发明专利技术提供的技术方案可以充分利用现有的实测手段，基于实测数据和波形对比，物理意义明确，可以快速判断出励磁系统提供的阻尼性质。

A Method and Device for Determining Damping Property of Generator

The invention provides a method and device for judging the damping property of generators, which includes: recording the variables of a single generator in the process of low frequency oscillation; filtering and standardizing the recorded data and injecting them into the generator set for simulation to carry out simulation; and determining the excitation system based on the simulation results and measured data. The damping properties provided. The technical scheme provided by the invention can make full use of the existing measurement means, and based on the comparison of measured data and waveform, the physical meaning is clear, and the damping property provided by the excitation system can be quickly judged.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机阻尼性质判别方法及装置
本专利技术涉及一种大电网低频振荡过程中各台发电机组励磁系统提供的阻尼性质的判别方法，具体涉及一种发电机阻尼性质判别方法及装置。
技术介绍
发电机组励磁系统对于电力系统动态稳定有着显著的影响，当系统发生低频振荡时，由于所有参与振荡的发电机组的功率、励磁电压等信号都会同时发生振荡，难以判别每个发电机励磁系统对该振荡提供的阻尼性质。因此，需要提供一种发电机阻尼性质判别方法及装置来解决现有判别方法物理意义不明确、判别结果不够准确的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种发电机阻尼性质判别方法及装置。一种发电机阻尼性质判别方法，包括：针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波；将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真；根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质。进一步的，所述根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质包括：仿真得到的发电机仿真功率乘以该发电机的额定功率加上实测得到的发电机实测功率，与实测得到的发电机实测功率相比较，确定励磁系统提供的阻尼性质。进一步的，所述确定励磁系统提供的阻尼性质包括：前者的幅值大于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供负阻尼；前者的幅值小于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供正阻尼；前者的幅值等于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供零阻尼。进一步的，将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真包括：所述滤波采用一阶惯性环节滤波，如下式所示：其中，T为周期，s为拉普拉斯算子；所述励磁系统若为自并励励磁系统，则T＝10ms；若为交流励磁机励磁系统，则T＝20ms；所述标幺化是将滤波后的数据除以相应的标幺值，所述标幺值为发电机组空载气隙线上额定电压所对应的励磁电压。进一步的，针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波包括：通过电力系统同步相量测量装置PMU、故障录波器装置对低频振荡过程中发电机励磁调节器输出电压、发电机功率进行录波；所述录波的采样频率大于等于100Hz。一种发电机阻尼性质判别装置，所述装置包括：录波模块，用于针对一台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波；仿真模块，用于将录波得到的录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真；确定模块，用于根据仿真结果确定励磁系统提供的阻尼性质。进一步的，所述确定模块，包括：比较单元，用于将仿真得到的发电机仿真功率乘以该发电机的额定功率加上实测得到的发电机实测功率，与实测得到的发电机实测功率相比较；确定单元，用于根据比较结果确定励磁系统提供的阻尼性质。进一步的，所述确定单元，用于，在前者的幅值大于实测发电机功率的幅值时，确定励磁系统提供负阻尼；在前者的幅值小于实测发电机功率的幅值时，确定励磁系统提供正阻尼；在前者的幅值等于实测发电机功率的幅值时，确定励磁系统提供零阻尼。进一步的，所述仿真模块包括：滤波单元，用于将所述录波数据进行滤波；所述滤波采用一阶惯性环节滤波；标幺化单元，用于将所述滤波后的数据进行标幺化；所述标幺化是将滤波后的数据除以相应的标幺值，所述标幺值为发电机组空载气隙线上额定电压所对应的励磁电压；仿真单元，用于将标幺化后的数据注入仿真用的发电机组进行仿真。进一步的，所述录波模块，用于，通过电力系统同步相量测量装置PMU、故障录波器装置对低频振荡过程中发电机励磁调节器输出电压、发电机功率进行录波。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的技术方案对单台发电机进行特征提取，进行单独分析，可以快速判断出每台发电机励磁系统对该振荡提供的阻尼性质。本专利技术提供的技术方案可以充分利用现有的实测手段，基于实测数据和波形对比，物理意义明确，可以快速判断出励磁系统提供的阻尼性质。附图说明图1为本专利技术方法实施的流程示意图；图2为本专利技术的混合仿真示意图；图3为实测励磁输出激发的功率波形示意图；图4为实测励磁调节器激发的仿真功率波形示意图；图5为实测功率与实测功率加实测励磁激发的功率对比的波形示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。具体实施方案：在专利技术过程中，专利技术人注意到：为判断出各台机组励磁系统所提供的阻尼性质，必须要将每台机组的特征抽出，进行单独分析。因此，本专利技术提出一种发电机阻尼性质判别方法及装置来解决现有判别方法物理意义不明确、判别结果不够准确的问题。为实现对大电网低频振荡中每台发电机励磁系统提供的阻尼性质进行判断，本专利技术利用现在电网中广泛分布的电力系统同步相量测量装置(PhasorMeasurementUnit，PMU)和故障录波装置，对其记录的数据进行截取、滤波和标幺化的预处理后，将其注入到该台发电机组的单机无穷大仿真模型中，该仿真模型采用详细的发电机模型，并且考虑等效系统电抗。在实测的励磁系统输出电压的激励下，可以得到仿真的发电机功率输出，将仿真的得到的发电机功率与实测的发电机功率进行对比，可以得到励磁系统提供的阻尼性质的判断结果。一种发电机阻尼性质判别方法，如图1所示。首先通过PMU、故障录波器等装置对低频振荡过程中发电机励磁调节器输出电压、发电机功率等变量进行录波，录波的采样率应大于等于100Hz。然后将实测得到的录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组仿真环境，将仿真得到的发电机仿真功率与实测得到的发电机实测功率进行相位和幅值的比较，以确定励磁系统提供的阻尼性质。滤波采用一阶惯性环节的方法对于自并励励磁系统T一般取10ms，对于交流励磁机励磁系统T一般取20ms。然后将数据除以相应的标幺基值标幺化，标幺基值为发电机空载气隙线上额定电压所对应的励磁电压。仿真系统一般采用详细发电机模型，如图2所示。火电机组为六阶模型，水电机组为五阶模型，还需要包含主变和送出线路的等值阻抗。仿真得到的发电机仿真功率乘以该发电机的额定功率加上实测得到的发电机实测功率，与实测得到的发电机实测功率相比较，其结果可能有三种：a)两者之和的幅值大于实测发电机功率，则励磁系统提供负阻尼；b)两者之和的幅值小于实测发电机功率，则励磁系统提供正阻尼；c)两者之和的幅值与实测发电机功率基本一致，则励磁系统提供零阻尼。采用本方法对某振荡数据进行分析结果如下所示，其中，横轴表示时间，纵轴表示振幅：如图3所示为实测励磁输出激发的功率波形示意图；如图4所示为实测励磁调节器激发的仿真功率波形示意图；如图5所示为实测励磁输出激发的功率(实测功率)与实测励磁输出激发的功率(实测功率)加实测励磁调节器激发的仿真功率(实测励磁激发的功率)对比的波形示意图，从图中可以看出，实测励磁激发的功率与实测功率相加后，将增大功率的振幅，说明实测励磁的控制作用提供了负阻尼。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波；将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真；根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质。

【技术特征摘要】
1.一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波；将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真；根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质。2.如权利要求1所述的一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，所述根据仿真结果和实测数据进行确定励磁系统提供的阻尼性质包括：仿真得到的发电机仿真功率乘以该发电机的额定功率加上实测得到的发电机实测功率，与实测得到的发电机实测功率相比较，确定励磁系统提供的阻尼性质。3.如权利要求2所述的一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，所述确定励磁系统提供的阻尼性质包括：前者的幅值大于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供负阻尼；前者的幅值小于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供正阻尼；前者的幅值等于实测发电机功率的幅值，则励磁系统提供零阻尼。4.如权利要求1所述的一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，将所述录波数据进行滤波和标幺化后注入仿真用的发电机组进行仿真包括：所述滤波采用一阶惯性环节滤波，如下式所示：其中，T为周期，s为拉普拉斯算子；所述励磁系统若为自并励励磁系统，则T＝10ms；若为交流励磁机励磁系统，则T＝20ms；所述标幺化是将滤波后的数据除以相应的标幺值，所述标幺值为发电机组空载气隙线上额定电压所对应的励磁电压。5.如权利要求1所述的一种发电机阻尼性质判别方法，其特征在于，针对单台发电机在低频振荡过程中的变量进行录波包括：通过电力系统同步相量测量装置PMU、故障录波器装置对低频振荡过程中发电机励磁调节器输出电压、发电机功率进行录波；所述录波的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶向宇，唐耀华，何凤军，郭为民，周成，李文锋，王官宏，艾东平，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网河南省电力公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11