[發明專利]一種基于振蕩能量注入的勵磁系統負阻尼檢測方法

有效

• 申請號: 201410336446.1
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104101805A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 劉天琪;楊毅強;王峰
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

技術領域

本發明涉及電力系統動態穩定技術領域，尤其是一種基于振蕩能量注入的勵磁系統負阻尼檢測方法。

背景技術

現代電力系統中，具有高放大倍數的快速勵磁裝置的使用是引起低頻振蕩的主要原因之一。勵磁裝置可能在特殊的運行工況下可能會使發電機轉子上產生一個負的阻尼轉矩，導致發電機振蕩。

另一方面，勵磁系統也是抑制低頻振蕩的關鍵所在。在勵磁系統正加裝電力系統穩定器(Power?System?Stabilizer,PSS)，通過反饋發電機轉速、機端頻率或者發電機功率，經濾波、放大、相位補償等處理，生成一個附加勵磁參考信號，作用于勵磁裝置，改變勵磁電壓，以使其在發電機轉子上產生一個正阻尼轉矩，可以起到抑制發電機振蕩的作用。

當PSS整定不當也可能產生負阻尼。如不恰當的相位補償參數，過大或過小的放大倍數，都有可能導致PSS產生負阻尼。也可能在一個頻率范圍為發電機提供正阻尼，而在另一個頻率范圍為發電機提供負阻尼。

現有的勵磁系統負阻尼檢測方法經檢索有如下幾種：

方法1：檢測指標∫Δi_fΔωdt來判斷勵磁系統是否產生負阻尼(王茂海,郭登峰,江長明.低頻振蕩過程中勵磁系統阻尼特性分析方法[J].電力系統自動化,2013,37(04):47-50)。

方法2：檢測指標來判斷勵磁系統是否產生負阻尼(李穎,沈沉,劉鋒.基于Hamilton實現的電力系統振蕩源設備級定位[J].電力系統自動化,2012,36(23):6-11.)。

方法3：檢測指標∫ΔE′_qΔωdt來判斷勵磁系統是否產生負阻尼，(李文鋒,李瑩,周孝信,等.基于WAMS的電力系統功率振蕩分析與振蕩源定位(2)力矩分解法[J].中國電機工程學報,2013,33(25):47-53.)。

上述方法的缺陷表現在：方法1，這一方法的導出依靠工程經驗，缺少嚴格數學依據；

方法2：檢測的兩個變量i_d和是不能直接測量的，需要通過可以測量的量來重構，這使得計算較為復雜；重構變量需要用到某些發電機內部參數，如果設備生產商給出的參數不準確，或在運行過程中參數發生變化，可能造成檢測誤差；

方法3：與方法2的缺點類似，變量ΔE′_q是不能直接測量的，需要通過可以測量的量來重構，這使得計算較為復雜；重構變量需要用到某些發電機內部參數，如果設備生產商給出的參數不準確，或在運行過程中參數發生變化，可能造成檢測誤差。

發明內容

本發明的目的克服上述技術缺陷與不足，采用直接測量發電機勵磁電壓和勵磁電流來檢測勵磁系統阻尼，計算簡單；不會因發電機內部參數發生變化帶來計算誤差，計算準確；檢測勵磁系統是否產生了負阻尼，提供一種基于振蕩能量注入的勵磁系統負阻尼檢測方法。

勵磁系統負阻尼是造成電力系統低頻振蕩的主要原因。本發明要解決的問題是檢測勵磁系統是否產生了負阻尼。

實現本發明目的之技術解決方案如下：一種基于振蕩能量注入的勵磁系統負阻尼檢測方法，包括如下步驟：

1)選擇振蕩期間待檢測發電機的勵磁電壓和勵磁電流進行分析；

2)利用辨識算法對測量獲得的的勵磁電壓和勵磁電流進行辨識，分別辨識出所選擇時間窗口內勵磁電壓和勵磁電流的振蕩幅值A、衰減因子σ、振蕩頻率f和初始相位

3)選擇待分析振蕩模式，根據勵磁電壓和勵磁電流重構公式以及所要分析的振蕩頻率對應的振蕩幅值A、衰減因子σ、振蕩頻率f和初始相位在時域內分別重構勵磁電壓振蕩分量和勵磁電流振蕩分量，得到Δu_f(t)和Δi_f(t)；

4)勵磁系統向發電機中注入的振蕩能量為：