[發(fā)明專利]一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩提供的阻尼極性判斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611012459.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN106655934A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊峰;李鵬;唐景星;趙艷軍;付聰;王鈐;張躍;梅成林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02P9/36
• 分類號(hào): H02P9/36
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 楊炳財(cái),屈慧麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩提供的阻尼極性判斷方法。

背景技術(shù)

F.Demello和Concordia于1969年運(yùn)用阻尼轉(zhuǎn)矩的概念對(duì)單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)中的低頻振蕩現(xiàn)象進(jìn)行了機(jī)理研究，結(jié)果指出在較高外部系統(tǒng)電抗和較高發(fā)電機(jī)功率輸出的條件下，由于勵(lì)磁系統(tǒng)存在慣性，隨著勵(lì)磁系統(tǒng)放大倍數(shù)的增加，與轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩相對(duì)應(yīng)的特征根的實(shí)部數(shù)值將由負(fù)值逐漸上升，若放大倍數(shù)過(guò)大，實(shí)部將由負(fù)變正，從而產(chǎn)生增幅振蕩。因此低頻振蕩的負(fù)阻尼機(jī)理是由于高放大倍數(shù)的勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生了負(fù)阻尼作用，抵消了系統(tǒng)固有的正阻尼，使得系統(tǒng)的總阻尼很小或?yàn)樨?fù)，這樣一旦出現(xiàn)擾動(dòng)，就會(huì)引起轉(zhuǎn)子增幅振蕩或振蕩不收斂。該振蕩機(jī)理概念清晰，物理意義明確，有助于理解為何遠(yuǎn)距離大容量輸電易發(fā)生低頻振蕩，已成為電力系統(tǒng)低頻振蕩的經(jīng)典理論。

強(qiáng)迫振蕩理論認(rèn)為：當(dāng)系統(tǒng)受到持續(xù)周期性功率擾動(dòng)的頻率接近系統(tǒng)功率振蕩的固有頻率時(shí)，會(huì)引起大幅度的功率振蕩。近年來(lái)，專家學(xué)者們從不同角度研究了電網(wǎng)強(qiáng)迫功率振蕩的特征。有文獻(xiàn)從能量角度分析電力系統(tǒng)強(qiáng)迫振蕩穩(wěn)態(tài)階段能量轉(zhuǎn)換關(guān)系和特征；有文獻(xiàn)采用復(fù)模態(tài)疊加方法推到了多機(jī)電力系統(tǒng)強(qiáng)迫振蕩的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特征等。在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中，由強(qiáng)迫振蕩產(chǎn)生的低頻振蕩，其擾動(dòng)源位置很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)的廣泛建設(shè)和應(yīng)用為擾動(dòng)源分析與判斷帶來(lái)了有效的技術(shù)手段。有文獻(xiàn)提出基于對(duì)WAMS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的參數(shù)識(shí)別，研究適合于在線分析的強(qiáng)迫振蕩的擾動(dòng)源定位方法，為電網(wǎng)運(yùn)行中快速抑制振蕩和防止振蕩傳播提供參考。

目前國(guó)內(nèi)外已對(duì)機(jī)組波動(dòng)的發(fā)生機(jī)制、分析方法等方面進(jìn)行了較為廣泛的研究，主要包括傳統(tǒng)的負(fù)阻尼理論，以及新提出的強(qiáng)迫振蕩理論，普遍采用阻尼比這一指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特征及動(dòng)態(tài)行為。目前計(jì)算阻尼比的方法是從實(shí)測(cè)試驗(yàn)波形或者故障錄波記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的公式計(jì)算，計(jì)算出的阻尼比是整個(gè)發(fā)電機(jī)組輸出外特性的總阻尼比大小，包含了發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁、調(diào)速等控制系統(tǒng)的阻尼及機(jī)械阻尼之和；基于能量函數(shù)的振蕩源定位方法可以區(qū)分出發(fā)電機(jī)組是否為振蕩源，計(jì)算公式相對(duì)復(fù)雜，物理概念不夠直觀。以上兩種主流分析發(fā)電機(jī)組低頻振蕩的方法，均沒有對(duì)發(fā)電機(jī)組的不同控制系統(tǒng)提供的阻尼情況進(jìn)行單獨(dú)分析計(jì)算，僅獲得了發(fā)電機(jī)組的整體外特性。由于具體發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的阻尼比大小計(jì)算包含復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，且計(jì)算公式復(fù)雜，發(fā)電機(jī)組在低頻振蕩過(guò)程中各個(gè)控制系統(tǒng)提供阻尼的極性正、負(fù)更值得去關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩提供的阻尼極性判斷方法，解決了目前分析發(fā)電機(jī)組低頻振蕩的過(guò)程中沒有對(duì)發(fā)電機(jī)組的不同控制系統(tǒng)提供的阻尼情況進(jìn)行單獨(dú)分析計(jì)算，僅獲得了發(fā)電機(jī)組的整體外特性，而不清楚發(fā)電機(jī)組在低頻振蕩過(guò)程中各個(gè)控制系統(tǒng)所提供的阻尼的極性的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩提供的阻尼極性判斷方法，包括：

讀取發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)提取發(fā)電機(jī)

計(jì)算和的點(diǎn)積值；

根據(jù)點(diǎn)積值判斷勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性。

可選地，讀取發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)提取發(fā)電機(jī)數(shù)值具體包括：

讀取發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)，發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)同步相量測(cè)量裝置PMU數(shù)據(jù)和故障錄波；

根據(jù)電網(wǎng)同步相量測(cè)量裝置PMU數(shù)據(jù)和故障錄波，提取發(fā)電機(jī)的數(shù)值。

可選地，提取發(fā)電機(jī)數(shù)值具體包括：

通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)機(jī)端電流和發(fā)電機(jī)電抗進(jìn)行計(jì)算得到發(fā)電機(jī)

可選地，根據(jù)點(diǎn)積值判斷勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性具體包括：

根據(jù)點(diǎn)積值判斷勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性，當(dāng)點(diǎn)積值為正時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性為正，當(dāng)點(diǎn)積值為負(fù)時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性為負(fù)。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)振蕩提供的阻尼極性判斷方法，通過(guò)讀取發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)電機(jī)組擾動(dòng)數(shù)據(jù)提取發(fā)電機(jī)計(jì)算和的點(diǎn)積值；根據(jù)點(diǎn)積值判斷勵(lì)磁系統(tǒng)提供阻尼的極性，本發(fā)明從分析發(fā)電機(jī)組小擾動(dòng)波動(dòng)過(guò)程的發(fā)生機(jī)制著手，揭示了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)阻尼比與小干擾過(guò)程中的重要變量之間關(guān)系，具有明確的物理概念和簡(jiǎn)便的計(jì)算公式，易于理解和操作，解決了目前分析發(fā)電機(jī)組低頻振蕩的過(guò)程中沒有對(duì)發(fā)電機(jī)組的不同控制系統(tǒng)提供的阻尼情況進(jìn)行單獨(dú)分析計(jì)算，僅獲得了發(fā)電機(jī)組的整體外特性，而不清楚發(fā)電機(jī)組在低頻振蕩過(guò)程中各個(gè)控制系統(tǒng)所提供的阻尼的極性的技術(shù)問題。