[发明专利]一种发电机励磁系统负载模型的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统控制与仿真领域，具体涉及一种发电机励磁系统负载模型的建立方法。

背景技术

为了解决电力生产和消费区域不平衡并提高发、输电的可靠性，电力系统同步互联规模不断扩大，并大量应用各种新技术。快速励磁系统在提高系统暂态稳定性的同时，降低了电力系统的阻尼，使系统中出现弱阻尼甚至是负阻尼为特征的低频振荡。如果无法提供正阻尼来抑制低频振荡，将严重影响系统的稳定，甚至造成系统崩溃进而演变成大面积停电事故。

弱阻尼或负阻尼的系统在发生小故障甚至无故障的时候，都可能引起系统不稳定或事故扩大化。国内外都发生过很多次低频振荡，早在1950年代，前苏联古比雪夫---莫斯科输电系统的低频振荡；1996年的美国西部电网和2003年美国东北部电网的大停电事故；都有资料记载。国内首次记载的低频振荡是在1984年，广东与香港联合系统发生的；在2003年2月至3月，南方电网甚至连续发生5次无故障引起的低频振荡；而到2007年，华东-福建联网记录到0.4Hz左右的低频振荡。随着系统的扩大，记录的振荡频率越来越多。

目前提高电力系统阻尼最经济、有效的方法就是在发电机励磁系统中增加附加控制，即电力系统稳定器。电力系统稳定器是为抑制低频振荡而提出的一种附加励磁控制技术，它在励磁调节器中，抽取与振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩，即产生一个正阻尼转矩，用来克服原励磁调节器中产生的负阻尼转矩作用，用来解决低频振荡问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种发电机励磁系统负载模型的建立方法，该方法实现了不必到现场，即能够在发电机组负载运行的情况下进行试验，开展电力系统稳定器参数整定的研究工作，并可以提供电力系统稳定器参数整定试验的培训工作，避免了在运行中的发电机组上进行试验的风险，节省了大量的人力、物力。本发明提供的方法对电力系统稳定器参数整定，乃至电力系统安全稳定运行具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种发电机励磁系统负载模型的建立方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1.在数模混合实时仿真平台中建立发电机及励磁系统负载模型；

步骤2.连接实际励磁调节器、电力系统稳定器与所述发电机及励磁系统负载模型，建立闭环仿真环境；

步骤3.在所述数模混合实时仿真平台中建立发电机组负载运行工况；

步骤4.进行发电机励磁系统无补偿相频特性测量、电力系统稳定器参数整定计算及阻尼校核试验。

优选的，所述数模混合实时仿真平台为应用在电力系统中的ADPSS数模混合仿真平台。

优选的，所述步骤1包括：

在所述ADPSS数模混合仿真平台上模拟各类型的发电机组的负载运行工况，搭建发电机及励磁系统功率部分，得到发电机及励磁系统负载模型。

优选的，所述步骤2包括：

2-1.连接所述ADPSS数模混合仿真平台与实际励磁调节器；

2-2.在所述ADPSS数模混合仿真平台与实际励磁调节器之间连接一个电力系统稳定器；

2-3.所述ADPSS数模混合仿真平台将发电机电气量分别发送至所述实际励磁调节器及电力系统稳定器，所述发电机电气量包括发电机电压及电流值；

2-4.所述实际励磁调节器根据所述发电机电气量将控制电压信号发回至所述ADPSS数模混合仿真平台中，使得所述实际励磁调节器在ADPSS数模混合仿真平台上正常运行；完成闭环仿真环境的建立。

优选的，所述步骤4包括：

4-1.在所述数模混合实时仿真平台中进行发电机励磁系统无补偿相频特性测量；

4-2.在所述数模混合实时仿真平台中进行电力系统稳定器参数整定计算；

4-3.在所述数模混合实时仿真平台中进行阻尼校核试验。

优选的，所述步骤4-1包括：

a.动态信号分析仪产生一个白噪声信号，将所述白噪声信号接入所述电力系统稳定器信号输入点，并将所述白噪声信号接入所述动态信号分析仪的分析通道1；

b.在发电机机端二次侧三相电压接入变换器，将所述白噪声信号转换为直流信号并接入所述动态信号分析仪的分析通道2；

c.逐级增加所述白噪声信号的电平，在发电机机端电压幅值波动小于等于1％的情况下，测试得到发电机励磁系统无补偿相频特性。

优选的，所述步骤4-2包括：