【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统频率稳定控制，具体涉及一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法。
技术介绍
1、现有技术更多聚焦基于水电机组的频率振荡抑制措施，其中优化水电机组调速器pid参数具有较高的经济性和可执行性，已在云南电网、四川电网以及西藏电网等落地应用。
2、但该技术旨在明确调速器pid参数如何优化，未考虑选择选择哪些机组进行优化。选择哪些机组进行优化现阶段依赖于专家经验，需要不断的尝试，这降低了频率振荡的抑制效率也增大了频率振荡失稳的风险。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，以解决现有技术旨在明确调速器pid参数如何优化，未考虑选择选择哪些机组进行优化。选择哪些机组进行优化现阶段依赖于专家经验，需要不断的尝试，这降低了频率振荡的抑制效率也增大了频率振荡失稳的风险的问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，包括：
4、步骤1：基于发电机组和电网运行数据，构建调速器pid参数优化前的水电机组阻尼转矩系数计算模型，实现参数优化前发电机组阻尼的在线量化分析、频率主振荡模式分辨；考虑在线数据均为离散采样获取得到的，所提方法基于离散计算构建。
5、所述步骤1具体包括以下步骤：
6、步骤1.1：建立发电机组的频率振荡能量分析模型，表示为：
7、
8、式中：wx为发电机组频率振荡能量，f0为电网额定频
9、步骤1.2：分别构建δf(t)和δpm(t)的时域-尺度域变换矩阵，基于式(1)和构建的时域-尺度域变换矩阵构建尺度域下机组x的频率振荡能量分析模型；
10、基于尺度域下机组x的频率振荡能量分析模型获取发电机组的频率振荡能量，其中最大能量值处对应的尺度因子为主导振荡模式所对应的尺度因子记为aosc；基于aosc构建其所映射的时域下的频率振荡的主导振荡频率fosc；即为频率主振荡模式；
11、所述步骤1.2具体包括以下步骤：
12、步骤1.21：构建δpm(t)的时域-尺度域变换矩阵：
13、
14、式中：a为尺度因子，τ为平移因子，cwtδpm(a,τ)为δpm(t)为δpm(t)的尺度域系数矩阵，为小波基函数，*代表共轭；
15、步骤1.22：构建δf(t)的时域-尺度域变换矩阵：
16、
17、式中：cwtδf(a,τ)为δf(t)的尺度域系数矩阵；
18、步骤1.23：联立式(1)、(2)、(3)构建尺度域下机组x的频率振荡能量分析模型：
19、
20、式中：cφ为容许常数；
21、
22、式中：为小波基函数的fourier变换，f为频率。
23、步骤1.24：计为cwtδpmδf(a,τ)，则式(4)可改写为：
24、
25、步骤1.25：基于式(6)，求解得到发电机组的频率振荡能量，其中最大能量值处对应的尺度因子为主导振荡模式所对应的尺度因子记为aosc；频率振荡主导振荡模式对应的尺度因子aosc所对应的主导振荡模式的频率fosc可通过任意尺度域系数矩阵cwt(aosc,τ)计算，即为：
26、
27、步骤1.3：建立发电机组的频率振荡单位阻尼转矩消耗能量计算模型，基于频率振荡能量分析模型和频率振荡单位阻尼转矩消耗能量计算模型获取水电机组的频率振荡单位阻尼转矩
28、所述步骤1.3具体包括以下步骤：
29、步骤1.31：建立发电机组的频率振荡单位阻尼转矩消耗能量计算模型，表示为：
30、
31、步骤1.32：基于式(7)构建频率振荡单位阻尼转矩消耗能量的尺度域模型，表示为：
32、
33、步骤1.33：计则式(8)改写为：
34、
35、步骤1.34：式(6)为水电机组频率振荡能量，式(9)为频率振荡单位阻尼转矩消耗的能量，则式(6)与式(9)的比值即为水电机组的频率振荡单位阻尼转矩其中若计算主导振荡模式下的阻尼转矩则尺度因子应取aosc，即为：
36、
37、步骤2：利用传递函数法，结合频率振荡模式辨识结果，量化调速器pid参数优化后的发电机阻尼转矩系数；由于频率振荡有水电机组原动系统欠阻尼导致，所以水电机组频率振荡的阻尼转矩应利用水电机组的原动系统传递函数计算；
38、所述步骤2具体包括以下步骤：
39、步骤2.1：计算水电机组x原动系统传递函数；
40、所述步骤2.1具体包括：
41、计算水电机组x原动系统传递函数；其中原动系统包括调速器和原动机，机组x的原动系统的传递函数可表示为gx(s)：
42、
43、式中，kp、ki、kd为调速器的比例、积分和微分参数，bp为调差系数，ty为伺服系统时间常数，tw为水轮机惯性时间常数。
44、步骤2.2：基于原动系统传递函数获取参数优化后机组x阻尼转矩。
45、所述步骤2.2具体包括以下步骤：
46、步骤2.21：基于式(12)，令s为jωosc计算参数优化后机组x频率振荡阻尼转矩tx：
47、tx＝re[gx(jωosc)] (13)
48、式中re表示对gx(jωosc)进行取实部的计算处理。
49、jωosc可利用fosc计算得到：
50、jωosc＝j×2π×fosc (14)
51、式中ωosc为频率振荡主导振荡模式的角频率。
52、2.22:令优化后的调速器pid参数为则参数优化后机组x阻尼转矩为：
53、
54、步骤3：基于调速器pid参数优化前后的阻尼转矩系数量化情况，量化参数优化产生的水电机组频率振荡阻尼演变，基于此构建水电机组频率振荡抑制能力评价指标。
55、所述步骤3具体包括如下步骤：
56、步骤3.1：联立式(10)、(15)量化频率振荡主导振荡模式下参数优化前后的阻尼转矩演变情况δtx，表示为：
57、
58、步骤3.2：获取阻尼比与阻尼转矩的量化关系：
59、
60、式中ζ为振荡阻尼比，kl为负荷频率调节效应系数，d为机组阻尼系数，m为机组转动惯量，ωn为振荡主导模式的角频率；
61、步骤3.3：基于式(17)、(10)、(14)和(15)分别获取参数优化前水电机组x在频率振荡中提供的阻尼ζex以及参数优化后水电机组x在频率振荡中提供的阻尼ζop；
62、所述步骤3.3具体包括如下步骤：
63、步骤3.31：联合式(10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1.3具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤2.1具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤2.2具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价
10.一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价系统，用于实现如权利要求1-9所述的方法，其特征在于,包括：
...【技术特征摘要】
1.一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤1.3具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种水电机组频率振荡抑制能力在线评价方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
6.根...
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