CN103956754A - 基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，通过在发电机励磁系统叠加噪声信号，利用动态信号分析仪进行分析机组无补偿特性，获得机组无补偿相频特性；将不同类型励磁调节器对应的PSS模型写入Excel平台；设定计算参数的上下限、目标参数、计算步长参数，在Excel平台下嵌入Matlab计算公式，实现一键式PSS参数整定计算，在此基础上通过参数微调实时显示参数调整后有补偿的机组相频特性，快速达到PSS参数整定试验导则的要求，大幅减少了PSS参数整定试验时间，提高PSS参数整定试验的准确度，大大减少了现场试验的时间，有利于机组的安全，具有良好的应用前景。

Description

基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法

技术领域

本发明涉及一种基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，属于源网协调技术领域。

背景技术

目前，电力系统稳定器（PSS）参数整定试验方法，是通过人工读取动态信号分析仪采集的发电机组的无补偿相频特性，使用Matlab编写的整定计算程序计算得出参数，但由于每台发电机组的特性不一样，通过相同的Matlab编写的整定计算程序，计算出来的结果往往有较大偏差，需要观察补偿效果后多次调整，直至补偿效果满足试验导则的要求，复杂比较繁琐，还存在以下主要的缺点，

（1），原始的采集数据无法直接导入电脑处理，只能在动态信号分析仪的显示屏上观察有限个点位的数据，然后手动输入到进行整定的计算机里计算参数，这样的读数不够精确，使得计算出来的PSS参数离最优状态存在差距；

（2），在修正参数时，无法实时显示修正效果，每次修改参数后必须通过计算机的Matlab计算软件才能再次看到补偿效果，操作步骤繁琐，从而使现场试验时间较长，不利于现场工作的安全；

（3），当前Matlab计算软件生成的图像格式与office文档有时出现兼容性问题，有时遇见报告上看起来有图像，但打印出来一片空白，存在输出不稳定的现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的电力系统稳定器（PSS）参数整定试验方法中，计算结果存在较大偏差，需要观察补偿效果后多次调整，直至补偿效果满足试验导则的要求，复杂比较繁琐，并存在打印在输出不稳定的现象。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），将噪声信号叠加到发电机组和励磁调节器中，利用动态信号分析仪分析获得发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性；

步骤（2），构建整定系统，将不同类型励磁调节器对应的PSS模型写入Excel平台，并将Excel平台留有开放式的PSS模型接口，以适应PSS模型的写入；

步骤（3），将分析获得的发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性输入到整定系统中；

步骤（4），通过设置参数选择对应的PSS模型后，设定选择的PSS模型中的待整定参数的上下限、目标参数、计算步长参数，在Excel平台嵌入Matlab计算公式，通过最小二乘法最优算法，计算得到有补偿相频特性在低频段最优的参数；

步骤（5），根据得到有补偿相频特性在低频段最优的参数，进行参数微调，实时显示参数调整后PSS补偿后的发电机组的相频特性，直到满足试验导则要求，记录此时的整定参数；

步骤（6），在对应的PSS模型中输入步骤（5）记录的整定参数，通过在励磁调节器给定电压阶越的方法验证整定参数是否达到导则要求，若达不到导则要求，重复步骤（5）进行参数微调，直到达到导则要求。

前述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（4）所述有补偿相频特性为发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性叠加PSS模型后的相频特性。

前述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（4）所述Excel平台嵌入Matlab计算公式的过程为将Matlab计算公式分段，并在Excel平台录制宏命令，实现一键式PSS最优计算，将结果输出至Excel平台的目标框内。

前述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（6）通过在励磁调节器给定电压阶越的方法验证整定参数是否达到导则要求的给定电压阶跃是在励磁调节器内部中设定给定1%至4%的机端电压阶跃，并通过查看有功功率的震荡次数和计算机组阻尼比参数验证整定参数是否达到导则要求。

本发明的有益效果是：本发明的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，通过在发电机励磁系统叠加噪声信号，利用动态信号分析仪分析获得机组无补偿特性，并通过复数计算获得机组无补偿相频特性；将不同类型励磁调节器的PSS模型写入程序，并留有开放式的接口以适应新型PSS模型，达到通过选择不同参数适应不同励磁调节器的目的；设定计算参数的上下限、目标参数、计算步长参数，在Excel平台下嵌入Matlab计算公式，实现一键式PSS参数整定计算，在此基础上通过参数微调实时显示参数调整后有补偿的机组相频特性，快速达到PSS参数整定试验导则的要求，大幅减少了PSS参数整定试验时间，提高PSS参数整定试验的准确度，规避了单个Matlab计算公式在实时显示方面的缺点和Excel平台在最优计算方面的弱点，在Excel平台嵌入Matlab计算公式，实现了基于实时显示的一键式PSS参数整定计算方法，大大减少了现场试验的时间，

有利于机组的安全，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法的流程图。

图2是本发明的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定系统的系统框图。

图3是本发明的南瑞NES-5100型励磁调节器的示意图。

图4是本发明的南自PSVR100型调节器的示意图。

图5是本发明在计算参数基础上进行参数微调的示意图。

图6是本发明不投PSS某机组2%给定电压阶越的仿真录波图。

图7是本发明投PSS某机组2%给定电压阶越的仿真录波图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，首先，动态信号分析仪分析获得发电机组及励磁系统无补偿相频特性，导入软件，设置选择好励磁调节器模型后通过一键式计算出PSS整定参数，如果满足导则要求可直接写入参数进行实测验证，如果不满足要求，通过给定参数微调，微调过程中实时显示调整后有补偿相频特性，直到满足导则要求后将参数写入励磁调节器后进行实测验证，大幅减少了PSS参数整定试验时间，提高PSS参数整定试验的准确度，规避了单个Matlab计算公式在实时显示方面的缺点和Excel平台在最优计算方面的弱点，在Excel平台嵌入Matlab计算公式，实现了基于实时显示的一键式PSS参数整定计算方法，大大减少了现场试验的时间，有利于机组的安全，如图1所示，具体包括以下步骤，

步骤（1），将噪声信号叠加到发电机组和励磁调节器中，利用动态信号分析仪分析获得发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性；

步骤（2），构建整定系统，将不同类型励磁调节器对应的PSS模型写入Excel平台，并将Excel平台留有开放式的PSS模型接口，以适应PSS模型的写入；

步骤（3），将分析获得的发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性输入到整定系统中；

步骤（4），通过设置参数选择对应的PSS模型后，设定选择的PSS模型中的待整定参数的上下限、目标参数、计算步长参数，在Excel平台嵌入Matlab计算公式，通过最小二乘法最优算法，计算得到有补偿相频特性在低频段的最优参数，所述有补偿相频特性为发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性叠加PSS模型后的相频特性，Excel平台嵌入Matlab计算公式的过程为将Matlab计算公式分段，并在Excel平台录制宏命令，实现一键式PSS最优计算，将结果输出至Excel平台的目标框内；

步骤（5），根据得到有补偿相频特性在低频段最优的参数，进行参数微调，实时显示参数调整后PSS补偿后的发电机组的相频特性，直到满足试验导则要求，记录此时的整定参数，这里的试验导则为Q/GDW143-2012电力系统稳定器整定试验导则；

步骤（6），在对应的PSS模型中输入步骤（5）记录的整定参数，通过在励磁调节器给定电压阶越的方法验证整定参数是否达到导则要求，若达不到导则要求，重复步骤（5）进行参数微调，直到达到导则要求，其中给定电压阶越的方法为给定电压阶跃是在励磁调节器内部中设定给定1%至4%的机端电压阶跃，并通过查看有功功率的震荡次数和计算机组阻尼比参数验证整定参数是否达到导则要求，这里的试验导则同样为Q/GDW143-2012电力系统稳定器整定试验导则。

下面根据本发明的方法，给出的一具体实施例，

（1），如图2所示，在发电机组的80%额定有功下，无功降至20%额定无功以下，通过在励磁调节器叠加噪声信号，使得机端电压有小于2%的微小摆动，利用动态信号分析仪进行扫频分析，获得发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性；

（2），构建整定系统，收集常用励磁调节器的PSS模型，如南瑞NES-5100型励磁调节器为图3所示、南自PSVR100型调节器为图4所示等，根据PSS模型特点，编制程序，分别满足各种不同类型励磁调节器的需要，并留有开放式的接口以适应新型PSS模型；

（3）将采集发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性输入到整定系统中；

（4），如下表1所示，在Excel平台中里嵌入Matlab计算公式，在对计算公式进行分段处理，并录制宏命令，通过设定计算参数的上下限、目标参数、计算步长参数，其中fx栏为嵌入Matlab计算公式，

表格1Excel平台中里嵌入Matlab计算公式的参数表格

在Excel平台中实现一键式PSS参数整定计算，计算结果直接输出至目标框内；

（5）如图5所示，在计算参数基础上进行参数微调，参数微调时实时显示参数调整后PSS补偿后机组相频特性，直到满足整定导则要求；

（6）如图6及图7所示，在PSS模型中输入参数后，分别在机组投入和退出两种状态进行给定电压阶越，通过计算机组阻尼比等方法验证整定的参数是否达到导则要求，图6为不投PSS某机组2%给定电压阶越的仿真（录波）图；图7为投PSS某机组2%给定电压阶越的仿真（录波）图。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），将噪声信号叠加到发电机组和励磁调节器中，利用动态信号分析仪分析获得发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性； 

步骤（2），构建整定系统，将不同类型励磁调节器对应的PSS模型写入Excel平台，并将Excel平台留有开放式的PSS模型接口，以适应PSS模型的写入；

步骤（3），将分析获得的发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性输入到整定系统中；

步骤（4），通过设置参数选择对应的PSS模型后，设定选择的PSS模型中的待整定参数的上下限、目标参数、计算步长参数，在Excel平台嵌入Matlab计算公式，通过最小二乘法最优算法，计算得到有补偿相频特性在低频段最优的参数； 

步骤（5），根据得到有补偿相频特性在低频段最优的参数，进行参数微调，实时显示参数调整后PSS补偿后的发电机组的相频特性，直到满足试验导则要求，记录此时的整定参数；

步骤（6），在对应的PSS模型中输入步骤（5）记录的整定参数，通过在励磁调节器给定电压阶越的方法验证整定参数是否达到导则要求，若达不到导则要求，重复步骤（5）进行参数微调，直到达到导则要求。

2.根据权利要求1所述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（4）所述有补偿相频特性为发电机组和励磁调节器的无补偿相频特性叠加PSS模型后的相频特性。

3.根据权利要求1或2所述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（4）所述Excel平台嵌入Matlab计算公式的过程为将Matlab计算公式分段，并在Excel平台录制宏命令，实现一键式PSS最优计算，将结果输出至Excel平台的目标框内。

4.根据权利要求1所述的基于实时显示的一键式电力系统稳定器参数整定方法，其特征在于：步骤（6）通过在励磁调节器给定电压阶越的方法验证整定参数是否达到导则要求的给定电压阶跃是在励磁调节器内部中设定给定1%至4%的机端电压阶跃，并通过查看有功功率的震荡次数和计算机组阻尼比参数验证整定参数是否达到导则要求。