一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法技术

本发明专利技术公开了一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法，属于电力系统技术领域。本发明专利技术方法，包括：确定引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数；获取扩展的菲利蒲－海佛隆模型，在给定电压测量时间常数时，励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式；获取振荡频率；根据同步转矩系数增量量化电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响。本发明专利技术基于扩展的菲利蒲－海佛隆模型及其特征方程的特征值，推导出的同步转矩公式简单有效，适合实际工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法
本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法。
技术介绍
随着特高压交直流大型互联电力系统的发展，电力系统的安全稳定运行日益重要，发电机励磁系统对保证系统电压和无功稳定具有十分显著的作用，现在大型电厂大多为发电机变压器组接线方式，且在主变压器的高压侧均并联于同一条母线，所以，同一电厂内一台机组的励磁电压发生改变，不仅会改变本机组的无功及电压，而且还会影响其它并列运行机组的无功，从而引起母线电压的变化，绝大多数水电机组、大部分火电机组和燃气机组均广泛采用自并励励磁系统，同时，为了改善发电机励磁系统对系统无功及电压的控制效果，励磁调节器多采用快速励磁控制，在提高电力系统的电压稳定性的同时，兼顾发电机同步转矩及暂态稳定的影响。快速励磁控制一方面是励磁系统动态增益高，一方面是励磁系统电压测量时间常数小。电压测量时间常数是指励磁调节器测量机端电压的时间常数。自并励机组采用快速励磁系统不仅是机组经济运行的要求，也是电网稳定的必要措施。电压测量时间常数的大小直接影响励磁控制速度，但当前工程现场还没有衡量电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响的量化方法，使技术人员选择相关设备时能兼顾对发电机暂态稳定的影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法，包括：将附加调差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数；根据引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，获取扩展的菲利蒲－海佛隆模型，在给定电压测量时间常数时，有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式；根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，获取系统振荡频率；根据有附加调差时的振荡频率、有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式，确定同步转矩系数增量，根据同步转矩系数增量量化电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响。可选的，将附加调差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，包括：根据单机无穷大系统的系统电压、发电机电压、发电机有功和无功、发电机电抗及外部电抗，确定发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，δ0为发电机功角初始值；根据发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，确定菲利蒲－海佛隆模型的系数K5及K6；并根据发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，确定给定附加调差系数Xc后的菲利蒲－海佛隆模型系数K11及K12；根据K5、K6、K11及K12确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数K′5和K′6。可选的，获取有附加调差时的振荡频率，具体为：根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，确定系统特征方程，通过求解系统特征方程的特征值，确定系统振荡频率。可选的，确定同步转矩系数增量，具体为：将有附加调差时的振荡频率、系统电压、发电机参数、励磁系统参数、及线路参数，代入有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式求解，解即为同步转矩系数增量。本专利技术基于扩展的菲利蒲－海佛隆模型及其特征方程的特征值，推导出的同步转矩公式简单有效，适合实际工程应用；本专利技术对工况无特殊要求，并网情况下适合所有工况，计算结果鲁棒性较好；本专利技术通过发电机组实例分析结果，验证了衡量电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响的量化方法的准确性，显示出该实测方法具有较强的工程实用性。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型框图；图3为本专利技术引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型框图；图4为本专利技术单机-无穷大母线系统结构图；图5为本专利技术同步转矩系数计算结果曲线图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。本专利技术提出了一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法，如图1所示，包括：将附加调差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数；根据引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，获取扩展的菲利蒲－海佛隆模型，在给定电压测量时间常数时，有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式；根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，获取系统振荡频率；根据有附加调差时的振荡频率、有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式，确定同步转矩系数增量，根据同步转矩系数增量量化电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响。其中，将附加调差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，包括：根据单机无穷大系统的系统电压、发电机电压、发电机有功和无功、发电机电抗及外部电抗，确定发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，δ0为发电机功角初始值；根据发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，确定菲利蒲－海佛隆模型的系数K5及K6；并根据发电机q轴暂态电势初始值及sinδ0，确定给定附加调差系数Xc后的菲利蒲－海佛隆模型系数K11及K12；根据K5、K6、K11及K12确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数K′5和K′6。其中，获取有附加调差时的振荡频率，具体为：根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，确定系统特征方程，通过求解系统特征方程的特征值，确定系统振荡频率。其中，确定同步转矩系数增量，具体为：将有附加调差时的振荡频率、系统电压、发电机参数、励磁系统参数、及线路参数，代入有附加调差时的励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式求解，解即为同步转矩系数增量。下面结合实施例对本专利技术进行进一步的说明：菲利蒲-海佛隆模型如图2所示，在用单机无穷大系统中发电机电抗、功角、电势、机端电压的函数K1—K6表示的单机无穷大系统常用数学模型(即菲利蒲-海佛隆模型)中，未考虑附加调差。根据单机无穷大系统中发电机各电气量的向量关系可得到无功功率的表达式：式中：Qe为发电机无功；utq和utd分别为发电机端电压Ut在q轴和d轴的分量；id和iq分别是机端电流在q轴和d轴的分量；xd′是发电机d轴暂态电抗；xe为发电机外部电抗；x′d∑＝x′d+xe；Eq′是发电机q轴暂态电势；Us为无穷大母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法，所述方法包括：/n将附加调差差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数；/n根据引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，获取扩展的菲利蒲－海佛隆模型，在给定电压测量时间常数时，励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式；/n根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，获取振荡频率；/n根据振荡频率、励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式，确定同步转矩系数增量，根据同步转矩系数增量量化电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响。/n

【技术特征摘要】
1.一种衡量电压测量时间常数对机组同步转矩影响的方法，所述方法包括：
将附加调差差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数；
根据引入附加调差的菲利蒲－海佛隆模型的系数，获取扩展的菲利蒲－海佛隆模型，在给定电压测量时间常数时，励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式；
根据扩展的菲利蒲－海佛隆模型，获取振荡频率；
根据振荡频率、励磁附加同步转矩系数和发电机同步转矩系数公式，确定同步转矩系数增量，根据同步转矩系数增量量化电压测量时间常数对自并励机组同步转矩影响。


2.根据权利要求1所述的方法，所述将附加调差引入单机无穷大系统的菲利蒲－海佛隆模型，并确定扩展的菲利蒲－海佛隆模型的系数，包括：
根据单机无穷大系统的系统电压、发电机电压、发电机有功和无功、发电机电抗及外部电抗，确定发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍承祥，于大海，郭强，濮钧，安宁，马晓光，孙华东，李志强，岳雷，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11