[發(fā)明專利]一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法

有效

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• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112857562B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 宋暢;王樹民;卓華;張象榮;孫大山;劉建海;李延兵;焦林生;劉月富;李鳳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司國華電力分公司;陜西國華錦界能源有限責任公司;榮信匯科電氣技術(shù)責任有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 李瀟

本申請公開了一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法，包括如下步驟：S1、系統(tǒng)參數(shù)初始化，初始化參數(shù)包括低頻振蕩固有頻率、固有頻率劃分區(qū)域、幅頻曲線中認為觸發(fā)扭振的幅值下限、緩存的固有頻率值數(shù)量、固有頻率的濾波帶寬，并設定緩存累計值；S2、得出幅頻特性曲線；S3、幅頻特性曲線進行分析；S4、得出固有頻率；S5、扭振幅度的分析，由以上步驟得到的固有頻率，即可用于扭振幅度的分析，從而完成軸系扭振疲勞累計、保護報警動作。本發(fā)明參與扭振分析的頻率參數(shù)能隨工況進行微調(diào)，更加精確；扭振分析的帶通濾波帶寬收窄，降低了相鄰階扭振的影響，以及干擾的影響，提高了監(jiān)控、保護設備的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣工程及其自動化領(lǐng)域領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)

電機次同步共振的產(chǎn)生，與區(qū)域電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相關(guān)，輸電線路的串聯(lián)電容補償、直流輸電、加裝不當?shù)碾娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定器、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、可控硅控制系統(tǒng)和電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反饋作用等，都增加了次同步共振的觸發(fā)幾率，不同發(fā)電機因軸系結(jié)構(gòu)不同，受電網(wǎng)次同步震蕩干擾的影響也不同，輕者可能不受影響，嚴重者可能因為次同步震蕩發(fā)生軸系損壞的嚴重事故；

目前使用的扭振監(jiān)控設備使用的扭振頻率參數(shù)主要由兩個步驟得出：一、根據(jù)發(fā)電機的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，建立軸系模型，通過模擬計算出各階的扭振頻率，二、在發(fā)電機的運行狀態(tài)下，向發(fā)電機注入干擾，以模擬計算出的扭振頻率為中心范圍測試，比較不同頻率下，相同程度的干擾引起的電機扭振幅度，選擇最大值對應的干擾頻率，認為測試值接近發(fā)電機固有頻率的真實值；

但通過上述步驟得到的參數(shù)存在問題：通過向發(fā)電機注入干擾測試扭振頻率，往往是在固定的電網(wǎng)工況下進行的，然而事實上，在不同的工況下，發(fā)生次同步共振的頻率會有微小的差別，但固有頻率的帶寬較窄，按經(jīng)驗不超過0.1Hz，那么當工況改變后，一旦共振頻率超出這一范圍，通過原始的模態(tài)參數(shù)計算出的扭振幅值就會大幅度降低，因此，我們提出一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法，本發(fā)明參與扭振分析的頻率參數(shù)能隨工況進行微調(diào)，更加精確；扭振分析的帶通濾波帶寬收窄，降低了相鄰階扭振的影響，以及干擾的影響，所得到的扭振振幅更加準確，提高了監(jiān)控、保護設備的可靠性；動態(tài)分析電機的軸系參數(shù)，提供了同一臺設備適用于多種電機的可能性，扭振監(jiān)控設備可以大規(guī)模標準化生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，在使用中，也降低了測試成本以及零件替換等產(chǎn)生的運維成本。

本申請實施例采用下述技術(shù)方案：

一種自適應監(jiān)測發(fā)電機扭振狀態(tài)的方法，包括如下步驟：

S1、系統(tǒng)參數(shù)初始化，初始化參數(shù)包括低頻振蕩固有頻率、固有頻率劃分區(qū)域、幅頻曲線中認為觸發(fā)扭振的幅值下限、緩存的固有頻率值數(shù)量、固有頻率的濾波帶寬，并設定緩存累計值；

S2、得出幅頻特性曲線，將轉(zhuǎn)速信號經(jīng)由常規(guī)的選擇和處理后，進行傅里葉分析，得出幅頻特性曲線；

S3、幅頻特性曲線進行分析，對傅里葉分析得到的幅頻特性曲線進行分析，并確定是否存在超過設定的下限值的部分；

S4、得出固有頻率，在程序中的緩存值數(shù)量未達到設定累計數(shù)量時，計算當前所有緩存值的平均值，作為固有頻率；

S5、扭振幅度的分析，由以上步驟得到的固有頻率，即可用于扭振幅度的分析，從而完成軸系扭振疲勞累計、保護報警動作。

優(yōu)選的，步驟S2中所述的傅里葉分析具體為：選取固定時長的一段轉(zhuǎn)速信號，所以算法內(nèi)部需要規(guī)定取樣的時長，進行連續(xù)分段的取樣。

優(yōu)選的，步驟S3中所述的對傅里葉分析得到的幅頻特性曲線進行分析，具體步驟為：

1)按照當前固有頻率值以及它的區(qū)域參數(shù)劃分出的頻率區(qū)域，對曲線進行分段，對固有頻率的計算自此分別進行；