一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置，该方法包括如下步骤：根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值；根据励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，计算得到励磁电流参考值；根据励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出。通过实施本发明专利技术，可以通过控制励磁电压参考值对电磁转矩进行调节，实际上为发电机机械轴系增加了振动模态的附加阻尼，相当于改变了系统的结构，使原来不稳定的系统结构稳定下来。因此，该发电机励磁控制方法采用瞬时值控制的控制效果无论是在反应速度上还是最终的稳定性效果上要远好于平均值控制的效果。

A method and device of generator excitation control to suppress subsynchronous oscillation

【技术实现步骤摘要】
一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置
本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置。
技术介绍
电力系统次同步振荡，是由于发电机的机械轴系固有频率与电网的谐振频率互补而引起的增幅振荡。严重的次同步振荡会直接导致大型汽轮发电机转子轴系的严重破坏，造成重大的事故，危及电力系统的安全稳定运行。随着电力电子技术的发展，逐渐出现了通过采用FACTS装置给发电机注入模态电流来抑制次同步振荡的方法。该方法具体是采用转速传感器对发电机轴系的振动模态进行检测，获得各个扭振模态的振荡分量。将测量到的振荡分量经过比例移相环节后形成注入电流的参考值。根据电流注入位置的不同，模态电流的注入方式可以分为两种。一种是在转子绕组，即励磁绕组上注入模态电流，这种方法被称为附加励磁阻尼控制(supplementaryexcitationdampingcontroller,SEDC)。另外一种是在定子绕组侧注入模态电流，例如对直流输电采用附加次同步阻尼控制(supplementarysub-synchronousoscillationdampingcontroller,SSDC)的方法，以及利用静止同步补偿器(STATCOM)在定子侧抑制次同步振荡电流。现有的模态电流注入的方法，是通过检测振动模态，然后注入相反的模态电流实现的，其控制的是模态电流的平均值(或幅值)。这种基于平均值反馈的次同步振荡抑制方法，因为需要有一个时间窗口来计算模态电流的平均值，所以其控制的速度和控制效果都非常有限，只能抑制不发散的较小振幅的次同步振荡。而对于因系统的结构原因，以及故障造成的大扰动所引起的发散的次同步振荡现象却无能为力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置，以解决现有技术中通过模态电流注入的方法无法解决故障造成的大扰动所引起的发散的次同步振荡现象的问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例第一方面提供一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，该发电机励磁控制方法包括如下步骤：根据机械轴系平均转速机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值；根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，计算得到励磁电流参考值；根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出。可选地，根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，之前，还包括：测量发电机电压得到发电机电压测量值；根据所述发电机电压测量值和发电机电压参考值的差值进行比例积分计算，得到励磁电流参考值。可选地，通过以下公式计算发电机平均转速：其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6是速度反馈系数，ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6表示机械轴系各质量块的转速。可选地，根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值，包括根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到转速差值；根据所述转速差值和第一比例系数计算得到励磁电流调整值。可选地，根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出，包括：根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电流差值；根据第二比例系数及限幅环节对所述励磁电流差值进行计算得到励磁电压参考值；采用电力电子励磁器将所述励磁电压参考值输出。本专利技术实施例第二方面提供一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制装置，该发电机励磁控制包括：调整值计算模块，用于根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值；励磁电流参考值计算模块，用于根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，计算得到励磁电流参考值；励磁电压参考值计算模块，用于根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出。本专利技术实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法。本专利技术实施例第四方面提供一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制终端，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法。本专利技术提供的技术方案，具有如下技术效果：本专利技术实施例提供的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法及装置，可以通过控制励磁电压对电磁转矩进行调节，该控制方法实际上为发电机机械轴系增加了振动模态的附加阻尼，相当于改变了系统的结构，使原来不稳定的系统结构稳定下来。因此，本专利技术实施例提供的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法采用瞬时值控制的控制效果无论是在反应速度上还是最终的稳定性效果上要远好于平均值控制的效果。即使对于大扰动，以及发散的次同步振荡现象，在励磁控制器输出不饱和的情况下，第一比例系数k1和和第二比例系数k2都可以根据需要进行调节，该控制方法同样可以达到明显的抑制作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法的流程图；图2是根据本专利技术另一实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法的流程图；图3是根据本专利技术实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法的应用模型示意图；图4是根据本专利技术实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法的轴系方程根轨迹示意图；图5是根据本专利技术实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法的模态2的根轨迹示意图；图6是根据本专利技术实施例的抑制次同步振荡的发电机励磁控制装置的结构框图；图7是本专利技术实施例提供的抑制次同步振荡的发电机励磁控制终端的硬件结构示意图。具体实施方式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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，如图1所示，该发电机励磁控制方法包括如下步骤：步骤S101：根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值。在一实施例中，如图2所示，可以根据机械轴系平均转速ωmean和发电机转速ω5计算得到转速差值；并根据转速差值和第一比例系数k1计算得到励磁电流调整值，具体地，可以根据转速差值和第一比例系统k1相乘得到励磁电流调整值。第一比例系统k1的值可以根据实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值；/n根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，计算得到励磁电流参考值；/n根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值；
根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，计算得到励磁电流参考值；
根据所述励磁电流参考值和励磁电流测量值计算得到励磁电压参考值并输出。


2.根据权利要求1所述的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，其特征在于，根据所述励磁电流调整值对励磁电流瞬时参考值进行调节，之前，还包括：
测量发电机电压得到发电机电压测量值；
根据所述发电机电压测量值和发电机电压参考值的差值进行比例积分计算，得到励磁电流瞬时参考值。


3.根据权利要求1所述的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，其特征在于，通过以下公式计算机械轴系平均转速：



其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6是速度反馈系数，ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6表示发电机轴系各质量块的转速。


4.根据权利要求1所述的抑制次同步振荡的发电机励磁控制方法，其特征在于，根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到励磁电流调整值，包括：
根据机械轴系平均转速和发电机转速计算得到转速差值；
根据所述转速差值和第一比例系数计算得到励磁电流调整值。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪锋，胡祥楠，高路，刘栋，范征，闫鹤鸣，林畅，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11