一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置，从分析发电机组小扰动波动过程的发生机制着手，揭示了发电机调速系统阻尼比与小干扰过程中的重要变量之间的关系，可以快速、简便地判断发电机调速系统振荡阻尼比极性，不仅具有直观的物理概念，而且公式易于计算，便于直观的判断在低频振荡过程中调速系统是提供正阻尼抑制低频振荡，还是提供负阻尼加剧了功率振荡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电机调速系统领域，尤其涉及一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置。
技术介绍
目前国内外已对机组波动的发生机制、分析方法等方面进行了较为广泛的研究，主要包括传统的负阻尼理论，以及新提出的强迫振荡理论，普遍采用阻尼比这一指标来评价发电机组的动态特征及动态行为。目前计算阻尼比的方法是从实测试验波形或者故障录波记录的数据进行直接的公式计算，计算出的阻尼比是整个发电机组输出外特性的总阻尼比大小，包含了发电机组励磁、调速等控制系统的阻尼及机械阻尼之和；基于能量函数的振荡源定位方法可以区分出发电机组是否为振荡源，计算公式相对复杂，物理概念不够直观。以上两种主流分析发电机组低频振荡的方法，均没有对发电机组的不同控制系统提供的阻尼情况进行单独分析计算，仅获得了发电机组的整体外特性。由于具体发电机组控制系统的阻尼比大小计算包含复杂的数学模型，且计算公式复杂，我们更加关心发电机组在低频振荡过程中各个控制系统提供阻尼的极性正、负。因此，提出一种可以快速、简便地判断发电机调速系统振荡阻尼比极性，便于直观地判断在低频振荡过程中调速系统是提供正阻尼抑制低频振荡，还是提供负阻尼加剧了功率振荡的方法是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置，揭示了发电机调速系统阻尼比与小干扰过程中的重要变量之间的关系，可以快速、简便地判断发电机调速系统振荡阻尼比极性，不仅具有直观的物理概念，而且公式易于计算，便于直观的判断在低频振荡过程中调速系统是提供正阻尼抑制低频振荡，还是提供负阻尼加剧了功率振荡。本专利技术实施例提供了一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置，包括：获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从所述数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；根据所述转速偏差和所述电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；根据所述机械功率偏差和所述转速偏差，通过预置第二公式计算得到所述机械功率偏差和所述转速偏差的点积；判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。优选地，所述预置第一公式为：式中，ΔPM为机械功率偏差；ΔPe为电磁功率偏差；为系数；Δω为转速偏差。优选地，所述预置第一公式为：本专利技术实施例提供的一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断装置，包括：提取单元，用于获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从所述数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；第一计算单元，用于根据所述转速偏差和所述电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；第二计算单元，用于根据所述机械功率偏差和所述转速偏差，通过预置第二公式计算得到所述机械功率偏差和所述转速偏差的点积；判断单元，用于判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供了一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置，其中，该发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法包括：获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从所述数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；根据所述转速偏差和所述电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；根据所述机械功率偏差和所述转速偏差，通过预置第二公式计算得到所述机械功率偏差和所述转速偏差的点积；判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。本专利技术提出一种可以快速、简便地判断发电机调速系统振荡阻尼比极性的方法与装置，不仅具有直观的物理概念，而且公式易于计算，便于直观地判断在低频振荡过程中调速系统是提供正阻尼抑制低频振荡，还是提供负阻尼加剧了功率振荡。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断装置的结构示意图；图3为含调速系统的单机Heffron-Phillips模型的结构示意图；图4为调速系统力矩的投影计算的示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法及装置，揭示了发电机调速系统阻尼比与小干扰过程中的重要变量之间的关系，可以快速、简便地判断发电机调速系统振荡阻尼比极性，不仅具有直观的物理概念，而且公式易于计算，便于直观的判断在低频振荡过程中调速系统是提供正阻尼抑制低频振荡，还是提供负阻尼加剧了功率振荡。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。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。请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法的一个实施例，包括：101、获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；102、根据转速偏差和电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；103、根据机械功率偏差和转速偏差，通过预置第二公式计算得到机械功率偏差和转速偏差的点积；104、判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。在本实施例中，调速系统是通过控制汽门或者导叶的运动，控制进入原动机的蒸汽流量或者水流流量，蒸汽或者水流产生施加在发电机组轴系上的机械转矩，机械转矩会影响发电机转子运动，而对电力系统动态稳定产生影响。在分析单机—无穷大系统中励磁控制系统对小扰动稳定性的影响时，广泛采用的是W·G·Heffron和R·A·Phillips提出的K1—K6模型，它保留了发电机在小干扰过程中的重要变量，并且各量之间的关系表现得十分清晰。含调速系统的单机Heffron-Phillips模型如图3所示，其中调速系统以转速偏差Δω为输入信号的传递函数为GGOVω(s)，以电磁功率偏差ΔPe为输入信号的传递函数为GGOVP(s)。由上述模型的上半部分(机电振荡回路)可得：其中，ΔMe2是电磁转矩增量，是发电机励磁回路(模型的下半部分)对发电机转子运动的影响；ΔMm为调速系统产生的机械转矩增量。首先不考虑输入信号ΔMm和ΔMe2的影响，仅考虑ΔMe1，则图3可由下式(2)所示的二阶微分方程表示。式(2)只考虑了发电机转子的动态特性，而忽略了调速系统、励磁系统和自动电压控制器的动态特性的影响，这时相当于假设Mm和为常数的情形。求解如上微分方程，得到：式中，a和b为常数；称为发电机功角自然振荡角频率。式(2)描述的是系统在小扰动情况下发电机转子加速或减速，转子角位移发生变化，从而导致发电机输出有功功率波动的动态过程。显然，当很小或为负值时，发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法，其特征在于，包括：获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从所述数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；根据所述转速偏差和所述电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；根据所述机械功率偏差和所述转速偏差，通过预置第二公式计算得到所述机械功率偏差和所述转速偏差的点积；判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。

【技术特征摘要】
1.一种发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法，其特征在于，包括：获取到发电机组预置扰动条件下的数据，从所述数据中提取调速系统的转速偏差和电磁功率偏差；根据所述转速偏差和所述电磁功率偏差，通过预置第一公式计算得到机械功率偏差；根据所述机械功率偏差和所述转速偏差，通过预置第二公式计算得到所述机械功率偏差和所述转速偏差的点积；判断所述点积的正负，若所述点积为正值，则调速系统提供负阻尼，若所述点积为负值，则调速系统提供正阻尼。2.根据权利要求1所述的发电机调速系统振荡阻尼比极性判断方法，其特征在于，所述预置第一公式为：ΔPM=ΔPe+1TjsΔω]]>式中，ΔPM为机械功率偏差；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊峰，李鹏，唐景星，赵艳军，付聪，王钤，张跃，梅成林，
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