[发明专利]基于实测的机网动态安全评估系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的测量和动态稳定控制技术领域，尤其涉及一种基于实测的机网动态安全评估系统及方法。

背景技术

电力系统的安全稳定运行是关系到国家安全和人民生活的重大问题。电力系统在运行中，经常可能受到各种自然或者人为因素的干扰，有的干扰幅值不大或很快衰减，对系统运行影响不大；有些干扰可能引起严重后果，造成系统稳定性破坏、设备损坏或导致大面积停电。电力系统受到小干扰后，若考虑到调节器及元件的动态，并分析它在暂态过程后能否趋于或接近原来的稳定工况运行的问题称作动态稳定分析。电力系统的安全稳定运行监测以及电力系统动态安全稳定分析一直是电力系统相关技术部门研究的重要内容。传统电力系统安全稳定运行监测是以数据采集与监视控制系统SCADA和能量管理信息系统EMS及相关的应用软件为代表的调度监控系统，实质上是在潮流水平上的电力系统稳态行为监控系统，对于电力系统的动态安全稳定运行是无法监测记录。目前，电力系统主要采用相角测量装置(PMU)监测电力系统动态参数，但其不足在于监测量单一，涵盖范围小，仅包括电力系统中发电机电网侧的电气参数，忽略了发电厂汽轮机、发电机与电网动态过程中的耦合特性，往往造成对某些电力系统动态过程的机理认识不清，引起电力系统动态安全稳定评估的偏差，影响电力系统稳定控制措施的确定和实施。另外，发电厂汽轮机、发电机和电网是相互作用、紧密耦合的整体，机网(发电机组与电网简称机网)协调运行对电力系统安全稳定非常重要，在研究一些电力系统稳定性问题时必须综合考虑机网的相互作用，尤其是电力系统动态安全稳定问题。考虑机网动态过程的耦合特性，综合测量机网动态参数，并基于实测数据进行电力系统动态安全稳定评估，国内外还没有相关的研究；并且现代电力系统中发电机组容量不断增大，发电机组动态对电力系统稳定的影响日益增强。因此，建立切合实际的机网动态安全评估系统具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于实测的机网动态安全评估系统及方法，通过对发电厂的机网动态参数采集和分析，可以得到电力系统机网动态模型及参数，并结合电网运行技术数据实现对电力系统机网动态安全稳定的评估。

本发明的技术方案是，一种基于实测的机网动态安全评估系统，其特征是所述系统包括微机型机网参数综合测量装置、远方管理系统、后台分析软件系统、机网耦合建模系统、电网数据信息平台、动态安全评估系统六个部分；其中，

所述微机型机网参数综合测量装置包括触摸屏、工控主机、微机键盘和数据采集通道机箱；

所述远方管理系统通过专用网络与微机型机网参数综合测量装置进行通讯，并通过管理工作站或运行方式工作站，对微机型机网参数综合测量装置进行远方操作和管理；

所述后台分析软件系统实现记录数据的解压缩、数据预处理、数据分类和查看以及数据的物理机理解释；

所述机网耦合建模系统实现机网动态耦合模型建立、模型参数辨识以及结果的详细信息分类和查看；

所述电网数据信息平台以电网运行技术数据为基础，实现对汽轮机、发电机和电网运行状况的确定，用于给动态安全评估系统提供支持决策信息；

所述动态安全评估系统参考电网运行技术数据，利用Prony方法分析实测机网动态参数数据，其结果与电力系统离线动态计算结果对比，实现电力系统动态安全评估分析，并利用所建立的机网动态耦合模型的时域仿真实现验证。

所述数据采集通道机箱内部包括采集板、数据收集板、通讯管理板、系统管理板、GPS时间板、高速A/D卡。

一种基于实测的机网动态安全评估方法，其特征是所述方法包括下列步骤：

步骤1：在发电厂现场安装微机型机网参数综合测量装置；

步骤2：在后台分析软件系统中，设定启动定值；

步骤3：启动微机型机网参数综合测量装置；

步骤4：微机型机网参数综合测量装置对汽轮机、发电机和电网动态过程的现场数据进行采集；

步骤5：在采集现场数据的同时，进行信号调理，获得实测数据；

步骤6：远方管理系统通过网络，管理微机型机网参数综合测量装置获得的实测数据；

步骤7：后台分析软件系统对数据进行预处理；

步骤8：加入电网数据信息，为确立机网动态耦合模型和选择模型参数提供决策支持；

步骤9：在机网耦合建模系统中，确立机网动态耦合模型；

步骤10：在机网动态耦合模型中，进行模型参数辩识；

步骤11：对模型参数辩识结果的详细信息进行显示和保存；