CN101833025B - 一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法 - Google Patents

一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭露了一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，包括如下步骤：通过电压互感器，获得原始量测信号；将所述原始量测信号传输至隔离测量与信号叠加模块，通过所述隔离测量与信号叠加模块对所述原始量测信号进行合成，获得量测信号；将所述量测信号传输至励磁控制器，通过所述励磁控制器比较所述量测信号与目标设定值，产生比较结果；所述励磁控制器根据所述比较结果调节同步电机系统的输出；根据所述同步电机系统的输出检测所述励磁控制系统的动态响应。

Description

一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法
技术领域
本发明涉及励磁控制技术领域，特别是涉及一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法。
背景技术
目前，发电机励磁控制系统动态响应的检测普遍采用参考电压计算相加点叠加干扰测试信号的方法，或者采用改变目标设定值的方法。如图1所示，其中，干扰测试信号A来源于外部试验装置(未图示)，励磁控制器20的目标设定值偏差计算器22，将电压互感器10获得的同步电机系统30的机端电压模拟量数字化后，将干扰测试信号A以数字方式叠加，改变机端电压与目标设定值之差在控制模块21内参与运算的数值。或者通过人工改变目标设定值偏差计算器22的目标设定值，以改变机端电压与目标设定值之差在控制模块21内参与运算的数值，模拟因机端电压变化造成的机端电压与目标设定值之差的变化，即模拟同步电机系统30的机端电压突变或扰动的情况，判断扰动信号引起的励磁控制系统的动态响应过程。
少数励磁控制器具有自动测试功能模块，但只能由设备厂家人员才能开启，操作不具备开放性，在测试结束后必须关闭，否则影响励磁控制器的正常运行。多数励磁控制器仍然需要外部输入干扰测试信号，并由人工控制，由于不同励磁控制器的差异较大，测试过程依赖于设备厂家人员及测试人员的操作。且测试过程需外部接入的信号较多，现场接入条件艰苦不便于在线测试，而且过多依赖人工操作的危险性较大，极易引发安全事故。同时，开展测试活动的条件受机组生产计划、人员安排、电网运行等诸多因素限制。
因此，提供一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，无需人工改变励磁控制器的目标设定值或外部输入干扰测试信号，不影响励磁控制系统的运行状态，同时，避免外部干扰测试信号的在线接入存在的风险，解决现有励磁控制系统动态响应的检测过程对设备厂家人员依赖的问题，使测试过程在线化、自动化，不受机组生产计划、人员安排、电网运行等因素限制，是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，以解决现有励磁控制系统动态响应的检测过程对设备厂家人员依赖的问题，使测试过程在线化、自动化。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，避免外部干扰测试信号的在线接入存在的风险，同时使测试活动可以不受机组生产计划、人员安排、电网运行等因素限制。
有鉴于此，本发明提供一种励磁控制器动态响应的在线检测方法，包括如下步骤：1)通过电压互感器，获得原始量测信号；2)将所述原始量测信号传输至隔离测量与信号叠加模块，通过所述隔离测量与信号叠加模块对所述原始量测信号进行合成，获得量测信号；3)将所述量测信号传输至励磁控制器，通过所述励磁控制器比较所述量测信号与目标设定值，产生比较结果；4)所述励磁控制器根据所述比较结果调节同步电机系统的输出；5)根据所述同步电机系统的输出检测所述励磁控制系统的动态响应。
进一步的，所述隔离测量与信号叠加模块包括隔离测量模块、信号合成模块以及信号还原模块。
进一步的，所述步骤2)具体包括以下步骤：a)将所述原始量测信号传输至所述隔离测量模块，所述隔离测量模块对所述原始量测信号进行测量和隔离，形成第一信号；b)通过所述信号合成模块对所述第一信号进行合成，形成第二信号；c)将所述第二信号传输至所述还原模块，所述还原模块将所述第二信号还原为所述量测信号。
进一步的，所述励磁控制器包括控制模块以及目标设定值偏差计算器。
进一步的，在所述步骤3)中，将所述量测信号传输至所述目标设定值偏差计算器，比较所述量测信号与所述目标设定值，产生所述比较结果。
进一步的，在所述步骤4)中，所述控制模块根据所述比较结果调节所述同步电机系统的输出。
进一步的，在所述步骤2)中，输入输出时延小于或者等于1ms。
进一步的，在所述步骤2)中，所述隔离测量与信号叠加模块的数据分辨率高于所述励磁控制器的性能指标一个等级。
进一步的，在所述步骤2)中，所述隔离测量与信号叠加模块的数据精度高于所述励磁控制器的性能指标一个等级。
进一步的，所述步骤2)的合成步骤为惯性环节。
本发明所揭露的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，通过隔离测量与信号叠加模块对原始量测信号进行合成处理，直接模拟机端电压的变化，更加容易分析判断扰动信号引起的励磁控制系统的动态响应过程，且无需人工改变励磁控制器的目标设定值或人工接入干扰测试信号，避免人工操作所带来的危险，减少了对设备厂家人员操作的依赖，便于实现检测过程的在线自动化，不影响励磁控制系统的运行状态，不受机组生产计划、人员安排、电网运行等诸多因素限制，在任何预设条件满足的情况下自动完成检测活动。
附图说明
图1为现有技术的励磁控制系统动态响应的检测方法所使用的励磁控制系统的示意图；
图2为本发明一实施例所提出的励磁控制系统动态响应的在线检测方法所使用的励磁控制系统的示意图；
图3为本发明一实施例所提出的励磁控制系统动态响应的在线检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
具体请参考图2，励磁控制系统包括电压互感器100、隔离测量与信号叠加模块200、励磁控制器300以及同步电机系统400，其中，隔离测量与信号叠加模块200包括隔离测量模块210、信号合成模块220以及信号还原模块230，励磁控制器300包括目标设定值偏差计算器310以及控制模块320。
本发明一实施例所提供的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，主要包括如下步骤：通过电压互感器100，获得原始量测信号a；将原始量测信号a传输至隔离测量与信号叠加模块200，通过隔离测量与信号叠加模块200对原始量测信号a进行合成，获得量测信号d；将量测信号d传输至励磁控制器300，通过励磁控制器300比较量测信号d与目标设定值，产生比较结果；励磁控制器300根据所述比较结果调节同步电机系统400的输出；根据同步电机系统400的输出检测所述励磁控制系统的动态响应。
其中，隔离测量与信号叠加模块200对原始量测信号a合成的环节为快速响应环节，其响应速度不影响励磁控制系统动态响应特性，优选的，其输入输出时延小于或者等于1ms。
进一步的，隔离测量与信号叠加模块200对原始量测信号a合成的环节，在无需进行信号合成时，其对整个励磁控制系统为一可忽略的惯性环节。
此外，隔离测量与信号叠加模块200对原始量测信号a合成的环节为一高精度的输入输出环节，隔离测量与信号叠加模块200的数据分辨率高于励磁控制器300的性能指标一个等级，隔离测量与信号叠加模块200的数据精度高于励磁控制器300的性能指标一个等级。
请继续参考图3，所述励磁控制系统动态响应的在线检测方法具体包括以下步骤：
S1：通过电压互感器100，获得原始量测信号a。
其中，电压互感器100用以测量同步电机系统400的机端电压，即测量同步电机系统400的定子出口电压，并将所述定子出口电压转换为励磁控制器300所需的原始量测信号a。
S2：将所述原始量测信号a传输至隔离测量模块210，隔离测量模块210对原始量测信号a进行测量和隔离，形成第一信号b。
其中，隔离测量模块210用以对原始量测信号a进行隔离与测量，由于电压互感器100的制作原理为电磁感应，因此其副边的信号可以传导到原边，会对原始量测信号a造成污染，并极有可能影响电力系统的正常运行，隔离测量模块210可起到隔离作用。同时，将原始量测信号a转化为第一信号b，所述第一信号b为便于信号合成模块220处理的数字信号形式。
S3：通过信号合成模块220对第一信号b进行合成，形成第二信号c。
其中，信号合成模块220为加法器，对第一信号b进行合成处理，即对第一信号b造成预期的影响，直接模拟电网运行的异常情况，即模拟同步电机系统400的机端电压突变或扰动的情况，直接检测因机端电压突变或扰动引起的励磁控制系统的动态响应过程，更加容易分析判断扰动信号引起的励磁控制系统的动态响应过程，且无需人工接入干扰测试信号，避免人工操作所带来的危险。
S4：将第二信号c传输至还原模块230，还原模块230将第二信号c还原为量测信号d。
其中，还原模块230用以将第二信号c还原至励磁控制器300可接收的信号形式，例如将第二信号c还原为模拟信号形式的量测信号d。
S5：将量测信号d传输至目标设定值偏差计算器310，比较量测信号d与目标设定值，产生比较结果。
本发明所提供的检测方法无需通过目标设定值偏差计算器310，人工改变励磁控制器300的目标设定值，或人工接入干扰测试信号，以模拟机端电压的突变或扰动，避免人工操作所带来的危险，且不影响励磁控制系统的运行状态，不受机组生产计划、人员安排、电网运行等诸多因素限制，在任何预设条件满足的情况下自动完成检测活动。
S6：控制模块320根据所述比较结果调节同步电机系统400的输出。
其中，励磁控制器300的控制模块320根据所述比较结果调节同步电机系统400输出的机端电压。
S7：根据同步电机系统400的输出检测励磁控制系统的动态响应。
其中，根据同步电机系统400输出的机端电压检测励磁控制系统的动态响应。
综上所述，本发明揭露了一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，通过隔离测量与信号叠加模块对原始量测信号进行合成处理，直接模拟机端电压的突变或扰动，更加容易分析判断扰动信号引起的励磁控制系统的动态响应过程，且无需人工改变励磁控制器的目标设定值或人工接入干扰测试信号，避免人工操作所带来的危险，减少了对设备厂家人员操作的依赖，便于实现检测过程的在线自动化控制，不影响励磁控制系统的运行状态，不受机组生产计划、人员安排、电网运行等诸多因素限制，在任何预设条件满足的情况下自动完成检测活动。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过电压互感器，获得原始量测信号；
2)将所述原始量测信号传输至隔离测量与信号叠加模块，通过所述隔离测量与信号叠加模块对所述原始量测信号进行合成，获得量测信号；
3)将所述量测信号传输至励磁控制器，通过所述励磁控制器比较所述量测信号与目标设定值，产生比较结果；
4)所述励磁控制器根据所述比较结果调节同步电机系统的输出；
5)根据所述同步电机系统的输出检测所述励磁控制系统的动态响应。
2.根据权利要求1所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，所述隔离测量与信号叠加模块包括隔离测量模块、信号合成模块以及信号还原模块。
3.根据权利要求2所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤：
a)将所述原始量测信号传输至所述隔离测量模块，所述隔离测量模块对所述原始量测信号进行测量和隔离，形成第一信号；
b)通过所述信号合成模块对所述第一信号进行合成，形成第二信号；
c)将所述第二信号传输至所述还原模块，所述还原模块将所述第二信号还原为所述量测信号。
4.根据权利要求1所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，所述励磁控制器包括控制模块以及目标设定值偏差计算器。
5.根据权利要求4所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，在所述步骤3)中，将所述量测信号传输至所述目标设定值偏差计算器，比较所述量测信号与所述目标设定值，产生所述比较结果。
6.根据权利要求5所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，在所述步骤4)中，所述控制模块根据所述比较结果调节所述同步电机系统的输出。
7.根据权利要求1所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，输入输出时延小于或者等于1ms。
8.根据权利要求1所述的励磁控制系统动态响应的在线检测方法，其特征在于，所述步骤2)的合成步骤为惯性环节。
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