[发明专利]一种同步发电机励磁系统性能评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机性能评估方法，尤其是涉及一种同步发电机励磁系统性能评估方法。

背景技术

电网规模的日益扩大和风电等波动性能源的大量并网给电力系统带来了更多扰动，电网的安全稳定运行问题日益突出，励磁系统的调节作用得到了更多的重视，对励磁系统进行全面准确的性能评估、并应用于指导现场工作和电力系统调度的重要性也愈来愈为人们所关注。同步发电机励磁系统指向同步发电机提供励磁的电源及其附属设备。励磁调节器根据输入信号和调节准则控制励磁功率单元的输出，实现控制功能和保护功能：控制功能通过维持同步发电机机端电压和分配无功功率来提高发电机组运行的稳定性；保护功能通过低励限制、过励限制、灭磁动作等措施，保护发电机和其他设备不超过容量极限。

目前同步发电机励磁系统的性能评估及参数优化工作流程如下。首先根据国家标准及行业标准的要求进行各项试验，并与标准要求进行对标操作，进而判断励磁系统性能是否合格；然后通过励磁系统模型参数的辨识，实现励磁系统等效性能的校核；最后通过仿真与优化，改善励磁系统的性能。改善性能的含义包括两点，第一，调整励磁调节器的模型参数，使性能不达标的励磁系统达标；第二，在达标的基础上，对励磁调节器的参数进行进一步优化，使励磁系统的性能更优，以适应更高级的调节要求。现有励磁系统性能评估方法通过励磁系统性能参数对标评估可保证运行中的励磁系统满足调度基本要求。在这个过程中，判断励磁系统性能指标优劣的方法成为一个研究方向。

在以往的工作中，励磁系统模型的参数优化多采用基于专家经验的评估方法。即以电力系统调度的经验值为依据，由资深技术专家对励磁系统参数进行调整。这种参数优化的模式可以根据历史数据对励磁系统参数进行改善，起到指导优化现场生产工作的作用，在很长一段时间内取得了良好的效果。但是，传统参数优化模式有着一定的局限性：由于缺乏一套合理的定量的分级评估的策略，无法对参数调整的有效性进行评价；且对资深技术专家的依赖性较强，工作经验不足的员工无法独立完成参数优化的操作。这些问题在传统电网中表现并不明显，随着电网规模的逐渐扩大及波动性可再生能源的大量并网，给传统电网带来了一定的波动和冲击，对电力系统调度提出了更高的要求，仅给出励磁系统等效动态性能是否合格已不能完全满足安全运行的需要。例如，性能“比较好”的励磁系统比性能“刚刚符合标准”的励磁系统有着更强的调节稳定能力，在电网发生较大扰动时，很显然应该优先投入性能“比较好”的励磁系统进行电力系统稳定调节。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同步发电机励磁系统性能评估方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种同步发电机励磁系统性能评估方法，该方法包括如下步骤：

(1)构建同步发电机励磁系统树状评估模型，该模型顶层为待评估的电机励磁系统性能，底层包括多个用于评估所述励磁系统性能的基础评估因素，中间层至少设置一层，每层包括多个分类评估因素；

(2)确定所有基础评估因数和分类评估因素的权重；

(3)获取底层所有基础评估因素的基础评估结果；

(4)根据基础评估结果和各评估因数的权重从树状评估模型底层开始逐层计算得到顶层待评估的电机励磁系统性能整体评估结果。

所述的中间层设置一层，该层中的分类评估因素作为父节点并连接底层中的至少一个基础评估因素。

步骤(3)具体为：

(31)设置评估集K＝[k₁，k₂……，k_n]，评估集K中的第p个元素k_p表示第p个评价等级，p＝1，2，……n，n为评价等级总个数；

(32)获取每个基础评估因素的基础评价结果，所述的基础评价结果对应评估集K中的一个评价等级，进而得到每个基础评估因素的基础评估矩阵，对于第i个分类评估因素所连接的第j个基础评估因素的基础评估矩阵记作K_ij'：

K_ij'＝[k_ij1 k_ij2… k_ijn]，

K_ij'中第p个元素k_ijp表示第i个分类评估因素所连接的第j个基础评估因素对于评估集中第p个评级等级的评价值，i＝1，2，……I，j＝1，2，……J，I表示中间层分类评估因素的总个数，J表示第i个分类评估因素所连接的基础评估因数的总个数。