[发明专利]基于相量测量技术的励磁系统调节性能在线监视分析方法

说明书

技术领域

本发明属电网技术领域，更准确地说涉及一种发电机励磁系统调节性能的在线监视分析方法，特别是一种基于相量测量技术的励磁系统调节性能在线监视分析方法。

背景技术

发电机励磁系统作为同步发电机的重要控制单元，其动态调节性能对发电机及电力系统运行的稳定性及可靠性有着直接的影响。目前，为了分析和评估励磁系统的性能，同时，为了避免对电网正常运行形成干扰，常规的测试方法都是通过对励磁系统单独的离线试验进行的，这不仅需要大量的前期准备工作并且也不能经常执行，而试验测试方法对测试用扰动信号的强度和作用时间的特定限制要求，也导致某些测试结果并不能完全反映励磁系统实际运行中的动态响应特性。

同时，当前电力调度机构在其所管辖范围内发电厂的并网运行管理规定中对励磁系统的性能要求提出了明确的评价标准。而目前机组励磁系统的性能参数指标基本都是由发电厂自行上报，再由运行管理机构对其进行评价的，这样的评价方式和结果显然缺乏准确性。那么，为了使得网省调度机构能够较准确的评价以及考核各发电厂机组励磁系统的实际调节性能，就要求管理机构对发电厂励磁系统性能具有更为主动、直观和有效的监测评估手段。

随着基于全球定位系统(GPS)的相量测量技术的逐渐发展与成熟，以及该技术在广域相量测量系统(WAMS)中的广泛应用，使得大量高密度采样、同一时标的机组及其励磁系统实时PMU动态数据能够统一上送至网省级调度中心系统，这就为实现调度管理层对实际运行的电厂机组励磁系统调节性能的在线监测和评价考核提供了基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术与方式方法的缺点，提供一种简单方便，无特殊要求限制，能够实时在线对运行中励磁系统实际动态调节性能进行检测、分析和评价考核参考。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于相量测量技术的励磁系统调节性能在线监视分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用相量测量单元采集的机组及其励磁系统实时PMU数据，在线监视机端电压/电流、励磁电压等关键电气量的变化情况，实时检测机组扰动的发生及其励磁系统调节动作的响应：实时提取机组机端电压/电流数据，计算判断它们在给定时间内的变化量超过相应的设定门槛值来确定机组受到扰动；同时，在准确检测到机组扰动后，判断分析其对应的励磁电压变化趋势是否符合该次扰动对应的实际物理响应情况，并根据励磁电压变化量超过设定门槛确定励磁系统动作；

2)在检测到该次机组扰动励磁系统调节动作的情况下，实时分析计算机组励磁系统在扰动过程中的动态行为特性，主要包括扰动出现时间、励磁电压/电流的最大值及其出现时间、机端电压稳定时间、扰动前/后电压静态调整率、励磁电压倍数，励磁系统电压响应时间、电压暂态调整率等参数。主要参数具体确定与计算如下：

21)机端电压稳定时间

通过判断扰动发生后连续T_n秒(可设置，一般取为5秒)之内最大电压与最小电压之差不超过电压恢复死区范围(一般取额定电压的0.3％)来确定电压恢复时间，并取T_n秒中首次进入电压恢复死区范围时刻为机端电压恢复时刻。

实际工程处理中同时设置有最大电压恢复时间限值为20s(低频振荡一般在0.2-2.5Hz间)，即如果扰动发生时刻与目前判断扰动结束时刻所经历的时间累计时间超过20s范围电压尚未恢复，则强制认为扰动结束，并且取机端电压恢复时刻为扰动发生时刻后第20秒整。

22)电压调节精度计算公式：