一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法及装置，涉及电力系统运行及安全技术领域。方法包括：在励磁调节器正常运行时，在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足状态切换判据；在当前工况满足状态切换判据时，将定子电流限制系统环节输出切换为励磁调节器主环输出，以通过励磁调节器再次进行强励调节动作。

A state control method and device for stator current limit of excitation regulator

The present invention provides a state control method and device for the stator current limit of the excitation regulator, which involves the operation of the power system and the field of safety technology. The method includes: normal operation in the excitation regulator, in the power system faults or disturbances in synchronous generator terminal voltage drops, strong excitation regulating action through the excitation regulator, the stator current increases synchronous generator, meet the stator current limit according to the judgment, the excitation regulator main loop output switching limit system link output for the stator current regulator; in the excitation state for the stator current limiting system output, if the power system fault occurs again or disturbances in terminal voltage of the synchronous generator declined, according to a state switching criterion to judge whether the current conditions meet the state switching criterion; in the current working conditions meet the state switching criterion, the stator current limiting system output switching regulator output for excitation to the main ring, again through the strong excitation regulator Adjust the action.

【技术实现步骤摘要】
一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法及装置
本专利技术涉及电力系统运行及安全
，尤其涉及一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法及装置。
技术介绍
随着我国电力系统的发展，电力系统的结构和运行方式日趋复杂，电力系统的稳定性问题越来越重要。目前，同步发电机的励磁控制系统被认为是提高和改善电力系统稳定性最经济最有效的措施。如图1所示，同步发电机的励磁控制系统10一般包括励磁功率单元101和励磁调节器(AutomaticVoltageRegulator，简称AVR)102。其中励磁功率单元101向同步发电机20的磁场绕组提供电源以建立磁场，而励磁调节器102根据输入信号和给定的调节准则(如根据采集的同步发电机输出侧的检测信息)控制励磁功率单元101的输出，达到调节励磁电流的目的，用来维持同步发电机20的电压恒定，满足电力系统安全运行的需要。励磁调节器在完成维持电压水平，提供无功功率的同时，通过增加辅助限制环节可提高励磁控制系统的安全，获得更优良的控制性能。因此励磁系统辅助限制的研究对发电机本身乃至电力系统的稳定运行有重大意义，其中，定子电流限制(StatorCurrentLimit，SCL)环节是辅助限制中一个典型附加控制功能。定子电流限制介入到AVR主环的方式可以如图2所示，其中UEER表示机端电压与给定值的偏差量，其为AVR主环输出，USCLind为SCL环节输出，LV为低通比较门，PID为AVR控制模型，UA为AVR输出，用于输出到励磁功率单元。定子电流限制介入主环的方式的工作过程是：AVR正常运行时，AVR主环起作用，而SCL环节不起作用。如果电力系统发生某种故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，AVR会进行强励调节，满足SCL环节判据后，从而AVR可以由AVR主环切换到SCL环节。但是，现有技术存在的问题是，在AVR此时处于SCL环节控制时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，则AVR无法进行再一次的强励调节，导致电力系统的电压过低，造成电力系统崩溃。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法及装置，以解决AVR处于SCL环节控制时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，则AVR无法进行再一次的强励调节，导致电力系统的电压过低，造成电力系统崩溃的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，包括：在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据；在当前工况满足所述状态切换判据时，将定子电流限制系统环节输出切换为励磁调节器主环输出，以通过励磁调节器再次进行强励调节动作。具体的，所述在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出，包括：在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大；监测同步发电机的定子电流，并在同步发电机的定子电流达到预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统根据所述同步发电机的定子电流进行热量累计计算；在定子电流限制系统进行热量累计的热积累值达到预先设置的定子电流限制系统最大允许值时，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出，以使得同步发电机的定子电流降低到一返回值，在所述返回值低于所述预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统进行散热计算。具体的，所述在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据，包括：在确定定子电流限制系统进行热量累计的热量未散热完成时，电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据。具体的，所述根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据，包括：实时获取同步发电机的机端电压；并根据预先设置的时间步长，确定在一时间步长内是否存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值；在一时间步长内存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值时，确定当前工况满足所述状态切换判据。一种励磁调节器定子电流限制的状态控制装置，包括：故障监测单元，用于在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；强励调节控制单元，用于在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；判断单元，用于在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，且电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据；状态切换单元，用于在当前工况满足所述状态切换判据时，将定子电流限制系统环节输出切换为励磁调节器主环输出，以通过励磁调节器再次进行强励调节动作。具体的，所述强励调节控制单元，包括：强励调节控制模块，用于在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大；热量累计计算模块，用于监测同步发电机的定子电流，并在同步发电机的定子电流达到预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统根据所述同步发电机的定子电流进行热量累计计算；散热计算模块，用于在定子电流限制系统进行热量累计的热积累值达到预先设置的定子电流限制系统最大允许值时，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出，以使得同步发电机的定子电流降低到一返回值，在所述返回值低于所述预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统进行散热计算。此外，所述判断单元，具体用于：在确定定子电流限制系统进行热量累计的热量未散热完成时，电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据。此外，所述判断单元，具体用于：实时获取同步发电机的机端电压；并根据预先设置的时间步长，确定在一时间步长内是否存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值；在一时间步长内存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值时，确定当前工况满足所述状态切换判据。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；在电力系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，其特征在于，包括：在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据；在当前工况满足所述状态切换判据时，将定子电流限制系统环节输出切换为励磁调节器主环输出，以通过励磁调节器再次进行强励调节动作。

【技术特征摘要】
1.一种励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，其特征在于，包括：在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据；在当前工况满足所述状态切换判据时，将定子电流限制系统环节输出切换为励磁调节器主环输出，以通过励磁调节器再次进行强励调节动作。2.根据权利要求1所述的励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，其特征在于，所述在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出，包括：在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大；监测同步发电机的定子电流，并在同步发电机的定子电流达到预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统根据所述同步发电机的定子电流进行热量累计计算；在定子电流限制系统进行热量累计的热积累值达到预先设置的定子电流限制系统最大允许值时，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出，以使得同步发电机的定子电流降低到一返回值，在所述返回值低于所述预先设置的定子电流限制系统启动值时，通过定子电流限制系统进行散热计算。3.根据权利要求2所述的励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，其特征在于，所述在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，若电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据，包括：在确定定子电流限制系统进行热量累计的热量未散热完成时，电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据。4.根据权利要求3所述的励磁调节器定子电流限制的状态控制方法，其特征在于，所述根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据，包括：实时获取同步发电机的机端电压；并根据预先设置的时间步长，确定在一时间步长内是否存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值；在一时间步长内存在同步发电机的机端电压下降数值大于预先设置的门槛值时，确定当前工况满足所述状态切换判据。5.一种励磁调节器定子电流限制的状态控制装置，其特征在于，包括：故障监测单元，用于在励磁调节器正常运行时，监测电力系统是否发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降；强励调节控制单元，用于在电力系统发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，通过励磁调节器进行强励调节动作，使得同步发电机的定子电流增大，满足定子电流限制判据后，将励磁调节器主环输出切换为定子电流限制系统环节输出；判断单元，用于在励磁调节器的状态为定子电流限制系统环节输出时，且电力系统再次发生故障或扰动导致同步发电机的机端电压下降时，根据一状态切换判据，判断当前工况是否满足所述状态切换判据；状...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欢，吴涛，苏为民，梁浩，杨哲，陈瑞，史扬，赵焱，徐鹏，赵峰，夏雪，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11