一种发电机系统等效时间常数测试方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种发电机系统等效时间常数测试方法，用于测量发电机系统等效时间常数。本发明专利技术实施例方法包括：根据在预设电力系统扰动下的发电机励磁电压变化修改励磁限值；设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限值的限制下进入励磁限幅状态；监测在励磁限幅状态下发电机母线侧的机端电压曲线，从曲线中测量出发电机系统等效时间常数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力测量领域，尤其涉及一种发电机系统等效时间常数测试方法。
技术介绍
发电机作为电力系统重要的动态无功电源，在系统故障电压跌落的情况下能够快速输出动态无功，为系统受端电压跌落提供动态支撑。发电机的无功功率是由励磁系统控制。发电机空载转子时间常数T′d0，从一定程度上反应了发电机的响应速度，但是由于是在空载情况下进行的试验，发电机并网后的应用局限性很大。该参数只能说明发电机的单机响应能力，发电机并网后的情况只能间接的衡量。而由于系统的复杂性和接线方式的多样性，很难通过发电机的这一时间常数去衡量发电机在系统中的相应快慢。对于并网的发电机，也可以通过电路等效得到一个并网后发电机励磁系统的等效回路。发电机并网后励磁激励等效回路如附图1所示。励磁电压产生一个阶跃突变后，系统中也大部分为电感，存在一个发电机对系统的时间常数，即图中所示的发电机对系统等效时间常数T′d∑。发电机组作为系统的无功电源，由于系统故障引起的系统的电压跌落，机端电压和系统电压出现电压差，机组瞬时向系统输出无功功率，机组的励磁电流来不及变化，机端电压会出现降低，励磁系统为恒定机端电压运行方式，检测到机端电压的降低，会增大励磁电流进行强励，对系统提供更多的动态无功支撑。由于发电机对系统存在上述的时间常数，励磁系统的作用反映到发电机的机端电压就需要时间，通过机端电压对系统提供无功功率支撑也存在时间的滞后。为衡量发电机对于无功电压支撑的响应速度，需要对发电机系统等效时间常数测试方法开展相关的研究。测量并网发电机组的等效时间常数，常规方法无法直接测量，而且本参数容易受到电网结构的变化而变化。本专利技术采用励磁限幅的方法，解决了常规方法无法直接测量并网发电机组的等效时间常数的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种发电机系统等效时间常数测试方法，包括：根据在预设电力系统扰动下的发电机励磁电压变化修改励磁限值；设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限值的限制下进入励磁限幅状态；监测在励磁限幅状态下的发电机的母线侧的机端电压曲线，从曲线中测量出发电机系统等效时间常数。优选地，所述电力系统扰动具体为根据励磁电压参考值进行的电压阶跃或者远端短路故障。优选地，所述从曲线中测量出发电机系统等效时间常数具体为：从机端电压曲线中确定电压上升时刻及其对应的初始值；计算电压上升至电压最大差值的63.2％时的电压结束值，从机端电压曲线中确定出对应的结束时刻；用结束时刻减去上升时刻得出所述系统时间常数。优选地，所述系统等效时间常数测试方法之前还包括：退出测量机组的电力系统稳定器PSS，使得在电力系统扰动的冲击下，电力系统的PSS不会动作，不会影响系统等效时间常数的测量。优选地，所述设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限制的限制下进入励磁限幅状态具体为：设置相同的电力系统扰动，监测发电机励磁电压，生成励磁电压曲线，根据曲线判断发电机进入励磁限幅状态。本专利技术实施例提供一种发电机系统等效时间常数测试装置，包括：限幅模块，用于根据在预设电力系统扰动下的发电机励磁电压曲线设置合适的励磁限值；扰动模块，用于设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限制的限制下进入励磁限幅状态；测量模块，用于监测在励磁限幅状态下的发电机的母线侧的机端电压曲线，从曲线中测量出发电机系统等效时间常数。优选地，还包括：机端电压监测模块，用于监测发电机机端电压，生成机端电压曲线。控制模块，用于发出指令使得发电机退出测量机组的电力系统稳定器PSS。励磁电压监测模块，用于监测发电机励磁电压，生成励磁电压曲线，根据曲线判断发电机进入励磁限幅状态。优选地，所述测量模块具体包括：初值子单元，用于确定电压上升时刻及其对应的初始值；计算子单元，用于计算电压上升至电压最大差值的63.2％时的电压结束值，从曲线图中确定出对应的结束时刻；减法子单元，用于用结束时刻减去上升时刻得出所述系统时间常数。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的一种发电机系统等效时间常数测试方法通过设置励磁限值使得发电机在受到相同的电力系统扰动时能够进入励磁限幅状态，从而将系统等效时间常数的测量问题转换为发电机达到励磁限值响应速度问题，通过测量在相同的电力系统扰动下的监测的发电机的母线侧的机端电压曲线中从电压变化时刻开始至差值63.2％对应的时间，得到系统等效时间常数。本方法操作简单有效，在线测量或离线仿真均可容易实现，实现方式灵活，测得的参数较好衡量了发电机组对电网的无功支撑效果，具有很强的实际应用意义。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中用于说明系统等效时间常数的发电机励磁激励等效回路电路示意图；图2为本专利技术的一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的流程示意图；图3为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的流程示意图；图4为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的应用例中5％阶跃修改励磁限制前发电机励磁电压仿真结果曲线的示意图；图5为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的应用例中5％阶跃修改励磁限制前发电机机端电压仿真结果曲线的示意图；图6为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的应用例中5％阶跃修改励磁限制后发电机励磁电压仿真结果曲线的示意图；图7为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的应用例中5％阶跃修改励磁限制后发电机机端电压仿真结果曲线的示意图；图8为本专利技术的另一个实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法的应用例中发电机系统等效时间常数测量的示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试装置的结构示意图。其中，附图标记如下所示：301、限幅模块；302、扰动模块；303、测量模块。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种发电机系统等效时间常数测试方法，用于测量发电机系统等效时间常数。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。由于系统等效时间常数在方式变化较大时数值差异很大，同时因为涉及电网安全，现阶段主要测量的是发电机空载转子时间常数，对发电机对系统的等效时间常数鲜有涉及测量。基于此，有必要针对现有测量方法的缺失，专利技术一种带限幅环节的发电机系统等效时间常数测试方法。测量并网发电机组的等效时间常数，常规方法无法直接测量，而且本参数容易受到电网结构的变化而变化。下面将结合附图对本专利技术实施例提供的一种发电机系统等效时间常数测试方法进行详细的描述。本专利技术实施例提供了一种发电机系统等效时间常数测试方法，包括：101、根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机系统等效时间常数测试方法，其特征在于，包括：根据在预设电力系统扰动下的发电机励磁电压变化修改励磁限值；设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限值的限制下进入励磁限幅状态；监测在励磁限幅状态下的发电机的母线侧的机端电压曲线，从所述机端电压曲线中测量出发电机系统等效时间常数。

【技术特征摘要】
1.一种发电机系统等效时间常数测试方法，其特征在于，包括：根据在预设电力系统扰动下的发电机励磁电压变化修改励磁限值；设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限值的限制下进入励磁限幅状态；监测在励磁限幅状态下的发电机的母线侧的机端电压曲线，从所述机端电压曲线中测量出发电机系统等效时间常数。2.根据权利要求1所述的系统等效时间常数测试方法，其特征在于，所述电力系统扰动具体为根据励磁电压参考值进行的电压阶跃或者远端短路故障。3.根据权利要求1所述的系统等效时间常数测试方法，其特征在于，所述从所述机端电压曲线中测量出发电机系统等效时间常数具体为：从所述机端电压曲线中确定机端电压上升时刻及其对应的初始值；计算电压上升至电压最大差值的63.2％时的电压结束值，从所述机端电压曲线中确定出对应的结束时刻；用结束时刻减去上升时刻得出所述系统时间常数。4.根据权利要求1所述的系统等效时间常数测试方法，其特征在于，所述系统等效时间常数测试方法之前还包括：退出待测量发电机组的电力系统稳定器PSS，使得在电力系统扰动的冲击下，电力系统的PSS不会动作，不会影响系统等效时间常数的测量。5.根据权利要求1所述的系统等效时间常数测试方法，其特征在于，所述设置相同的电力系统扰动，使得发电机在修改后的励磁限制的限制下进入励磁限幅状态具体为：设置相同的电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：付聪，张俊峰，王钤，赵艳军，唐景星，梁晓兵，刘军，张跃，马明，王玲，安然然，王俊杰，张远，
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