[发明专利]一种抽水蓄能机组励磁系统状态的评估方法

说明书

技术领域

本发明属于水力发电机组辅助设备状态评估领域，更具体地，涉及一种抽水蓄能机组励磁系统状态的评估方法。

背景技术

随着我国清洁化、低碳化能源的推广，抽水蓄能电站的建设呈规模化态势。抽水蓄能电站以其调峰填谷的独特运行特性，发挥着调节负荷、节能减排和维持电网安全稳定运行的重要作用，逐步成为我国电力系统有效的、不可或缺的调节手段。为保证电网的安全稳定运行和促进电网的动态稳定，开展抽水蓄能机组的运行状态评估研究具有重要意义。

然而，现有的抽水蓄能机组状态评估研究主要集中在机组及其调速系统，鲜有针对励磁系统辅助设备的状态评估方法研究。励磁系统作为抽水蓄能机组的重要辅助设备，具有发电机工况、电动机工况、背靠背发电机工况、背靠背电动机工况、静止变频器(SFC)启动工况、电制动工况和黑启动工况等多种运行工况，根据电网实际需要进行工况转换。因此，抽水蓄能机组励磁系统与常规水电机组励磁系统相比更为复杂，而状态良好的励磁系统能够有效地保证电压的质量，保障电力系统运行的安全稳定运行。研究抽水蓄能机组励磁系统的状态评估方法对改善电力系统的稳定性和提升电力系统的经济性有着极为重要的作用和意义。

发明内容

为了完善抽水蓄能电站的设备状态评估体系，本发明提供一种抽水蓄能机组励磁系统状态的评估方法，提出一套完备的抽水蓄能机组励磁系统综合状态评估指标体系，向运行人员提供全面、有效的状态信息，准确的评估机组励磁系统状态。

本发明提供一种抽水蓄能机组励磁系统状态的评估方法，包括以下步骤：

根据抽水蓄能机组励磁系统的运行参数确定抽水蓄能机组励磁系统的各个主体因素指标的数值，主体因素指标包括电压稳定因素、动态稳定因素、典型工况因素和关键温度因素；

根据各个主体因素指标的重要程度构建主体因素重要程度矩阵，并根据主体因素重要程度矩阵获得各个主体因素指标的权重；

并根据各个主体因素指标的数值和各个主体因素指标的权重获得抽水蓄能机组励磁系统的评估值。

优选地，根据重要程度矩阵获得各个主体因素指标的权重包括如下步骤：

获得主体因素重要程度矩阵的最大特征根的特征向量，并对最大特征根的特征向量进行归一化处理获得各个主体因素指标的权重。

优选地，获得电压稳定因素的数值包括如下步骤：

根据抽水蓄能机组输出额定功率时的机端电压、以及空载情况下机端电压给定值呈阶跃式变化和输出电压频率变化时的机端电压，确定电压稳定因素包含的各个性能指标的数值，并对电压稳定因素包含的各个性能指标的数值进行归一化处理，电压稳定因素包含电压静差率、电压频率比、空载阶跃试验电压超调量、空载阶跃试验电压上升时间以及空载阶跃试验电压振荡次数；

根据电压稳定因素包含的各个性能指标的重要程度构造电压稳定因素的重要程度矩阵，根据电压稳定因数的重要程度矩阵确定电压稳定因数包含的各个性能指标的权重；

根据归一化处理后的电压稳定因素包含的各个性能指标数值和电压稳定因数包含的各个性能指标的权重获得电压稳定因素的数值。

优选地，获得动态稳定因素的数值包括如下步骤：

根据在无功补偿器投入且同步发电机在功率因数等于零的情况下定子电流从零变化到额定值时机端电压、强励磁下励磁电压、阶跃负载时输出有功功率、以及额定工况下额定励磁电压，确定动态稳定因素包含的各个性能指标数值，并对动态稳定因素包含的各个性能指标数值进行归一化处理，动态稳定因素包含电压调差率、强励顶值电压倍数、负载阶跃试验有功功率阻尼比、负载阶跃试验有功功率调节时间以及负载阶跃试验有功功率振荡次数；

根据动态稳定因素包含的各个性能指标之间的重要程度构造动态稳定因素的重要程度矩阵，根据动态稳定因素的重要程度矩阵确定动态稳定因素包含的各个性能指标的权重；

根据归一化处理后的动态稳定因素包含的各个性能指标数值和动态稳定因素包含的各个性能指标的权重获得动态稳定因素的数值。

优选地，根据抽水蓄能机组灭磁时最大机端电压、甩负荷工况下最大机端电压、背靠背启动工况的机端电压、静止变频器启动工况的机端电压、黑启动工况的机端电压、以及额定工况下机端电压，确定典型工况因素包含的各个性能指标数值，并对典型工况因素包含的各个性能指标数值进行归一化处理，典型工况因素包含灭磁过电压比、甩负荷过程机端最大电压、背靠背启动工况、静止变频器启动工况以及黑启动工况；