CN106130040A - 抑制电力系统次同步振荡的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制电力系统次同步振荡的方法、装置和系统。其中，该方法包括：在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号，根据发电机转速偏差信号生成控制信号，根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。本发明解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题。

Description

抑制电力系统次同步振荡的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种抑制电力系统次同步振荡的方法、装置和系统。

背景技术

随着远距离、大容量输电需求的上升，为提高输电能力而采用的串联补偿技术被大量运用，高压直流输电技术也迅猛发展，由此引发的SSO(Subsynchronous oscilation，次同步振荡)问题也日益普遍。

电力系统次同步振荡是电力系统中的机械部分与电气部分发生的动态相互耦合作用和能量互换过程，其主要危害外送机组轴系安全，持续的轴系扭振能造成发电机组轴系的疲劳累计，降低发电机轴系的使用寿命，甚至导致轴系的断裂。

针对相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的问题，本发明提出一种有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种抑制电力系统次同步振荡的方法、装置和系统，以至少解决相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种抑制电力系统次同步振荡的方法，该方法包括：在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；根据发电机转速偏差信号生成控制信号；根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

进一步地，监测发电机转速偏差信号之后，上述方法还包括：对发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号；根据轴系模态信号生成控制信号。

进一步地，根据轴系模态信号生成控制信号，包括：根据轴系模态信号得到轴系模态信号的幅值，其中，当轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间是否达到第一预设时间；若确定轴系扭振频率信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间达到第一预设时间，则根据轴系扭振频率信号生成控制信号。

进一步地，预设扰动条件包括：扰动的信号幅值大于预设幅值且扰动的持续时间达到第二预设时间。

进一步地，通过如下至少一种方式使电力系统产生扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中扰动信号用于引发发电机的轴系产生持续的次同步振荡。

进一步地，在根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围之后，上述方法还包括：获取轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值；根据轴系模态信号的幅值和输出幅值调整预设幅值范围。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种抑制电力系统次同步振荡的装置，该装置包括：监测单元，用于在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；第一生成单元，用于根据发电机转速偏差信号生成控制信号；控制单元，用于根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

进一步地，上述装置还包括：滤波单元，用于对发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号；第二生成单元，用于根据轴系模态信号生成控制信号。

进一步地，第二生成单元包括：获取子单元，用于根据轴系模态信号得到轴系模态信号的幅值，其中，当轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间是否达到第一预设时间；生成子单元，用于若确定轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间达到第一预设时间，则根据轴系模态信号生成控制信号。

进一步地，预设扰动条件包括：扰动的信号幅值大于预设幅值且扰动的持续时间达到第二预设时间。

进一步地，通过如下至少一种方式使电力系统产生扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中扰动信号用于引发发电机的轴系产生持续的次同步振荡。

进一步地，上述装置还包括：获取单元，用于获取轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值；调整单元，用于根据轴系模态信号的幅值和输出幅值调整预设幅值范围。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种抑制电力系统次同步振荡的系统，该系统包括：转速信号传感器，用于采集发电机转速信号；控制器，与转速信号传感器连接，用于生成发电机转速偏差信号，并在电力系统发生扰动满足预设扰动条件时，根据发电机转速偏差信号生成控制信号，以及根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

在本发明实施例中，采用在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号，根据发电机转速偏差信号生成控制信号，根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围的方式，进而解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的抑制电力系统次同步振荡的方法流程图；

图2是根据本发明实施例一的一种可选的机端阻尼控制器抑制次同步振荡的硬件结构示意图；

图3是根据本发明实施例一的一种可选的模态滤波环节流程示意图；

图4是根据本发明实施例一的一种可选的通过激励装置施加持续扰动的流程示意图；

图5是根据本发明实施例二的抑制电力系统次同步振荡的装置结构示意图；

图6是根据本发明实施例二的抑制电力系统次同步振荡的系统示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种抑制电力系统次同步振荡的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例一的抑制电力系统次同步振荡的方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号。

本申请上述步骤S102中，可以通过机端阻尼控制器实时监测发电机转速偏差信号，其中，该机端阻尼控制器是基于电力电子变流装置的次同步阻尼控制器，通过在发电机的定子侧施加控制措施增加次同步电器阻尼来抑制次同步震荡。

步骤S104，根据发电机转速偏差信号生成控制信号。

步骤S106，根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

具体地，仍旧以抑制电力系统次同步振荡的方法应用于机端阻尼控制器为例进行说明，图2是根据本发明实施例一的一种可选的机端阻尼控制器抑制次同步振荡的硬件结构示意图，如图2所示，机端阻尼控制器通过升压变压器接到发电机出口侧的分相封闭母线上，机端阻尼控制器采用发电机的转速偏差信号(Δω)作为主反馈信号，控制输出是与关注的轴系模态信号频率互补的补偿电流参考值(Δia,b,c)，电力电子变流器的输出电流(ica,b,c)动态跟踪该参考值向电网注入次(超)同步频率电流，从而在机组轴系产生抑制次同步振荡的次同步扭矩。通过适当设置机端阻尼控制器的阻尼控制参数，即可产生与轴系扭振频率一致且起阻尼作用的电磁转矩增量(ΔTe)，实现抑制次同步振荡的目标。

这里需要说明的是，为了检验机端阻尼控制器抑制次同步振荡的效果，相关技术中通过RTDS仿真模拟现场故障，导致轴系转速中产生次同步分量，投入机端阻尼控制器抑制，查看次同步振荡衰减情况，然而，由于现场工况复杂，通过上述仿真模拟实验得到的测试结果与本实施中所采用的抑制电力系统次同步振荡的方法所获得的现场实测效果仍有很大的偏差。由此，本申请提出一种抑制电力系统次同步振荡的方法，在发电厂投运机端阻尼控制器后，现场检验在持续扰动工况下，机端阻尼控制器抑制次同步振荡效果的试验方法。本技术是对机端阻尼控制器在实际工作环境中抑制次同步振荡的效果检验，具有更强的说服力和指导意义。并根据现场实测结果获得抑制效果与阻尼控制器容量的对应关系，为进一步优化机端阻尼控制器的控制参数提供依据。

在本申请上述实施例中，通过在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号，根据发电机转速偏差信号生成控制信号，根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围，进而解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题。

可选地，在本实施例中，监测发电机转速偏差信号之后，抑制电力系统次同步振荡的方法还包括：

步骤S10，对发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号。

在本实施例中，图3是根据本发明实施例一的一种可选的模态滤波环节流程示意图，如图3所示，监测发电机转速偏差信号之后，可以通过图3中的模态滤波环节，从上述转速偏差信号Δω中分离出轴系模态信号Δωi，模态滤波环节的示意图包含了一个低通滤波器，一个高通滤波器，和以发电机组轴系各阶模态频率为中心频率的带通滤波器(例如可以是以轴系模态信号Δω1为中心频率的带通滤波器1、以轴系模态信号Δω2为中心频率的带通滤波器2以及以轴系模态信号Δω3为中心频率的带通滤波器3)。

步骤S12，根据轴系模态信号生成控制信号。

本申请上述步骤S12中，通过机端阻尼控制器对轴系模态信号持续跟踪，并根据轴系模态信号生成控制信号。

可选地，在本实施例中，步骤S12，根据轴系模态信号生成控制信号还包括：

步骤S121，根据轴系模态信号得到轴系模态信号的幅值，其中，当轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间是否达到第一预设时间；

步骤S122，若确定轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间达到第一预设时间，则根据轴系模态信号生成控制信号。

具体地，仍旧以抑制电力系统次同步振荡的方法应用于机端阻尼控制器为例进行说明，某电厂600MW机组经高压直流输电系统向外送电，存在次同步振荡风险，现场安装了机端阻尼控制器用于抑制次同步振荡，并经过前期的测试与试验，保证机端阻尼控制器的输入、输出正确，阻尼控制参数最优。某次网侧发生故障，机端阻尼控制器监测到电力系统发生的扰动满足预设扰动条件，观察到发生明显的次同步振荡且呈发散趋势，轴系模态信号的幅值超出预设阈值0.05rad/s约10秒钟(第一预设时间为10秒钟)后，根据轴系模态信号生成控制信号且机端阻尼控制器的抑制功能自动投入，随之轴系模态信号的幅值衰减，当退出机端阻尼控制器的抑制功能后，轴系模态信号的幅值再次放大。

可选地，在本实施例中，预设扰动条件包括：扰动的信号幅值大于预设幅值且扰动的持续时间达到第二预设时间。

可选地，在本实施例中，通过如下至少一种方式使电力系统产生扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中扰动信号用于引发发电机的轴系产生持续的次同步振荡。

这里需要说明的是，本申请提出在持续扰动情况下，机端阻尼控制器抑制次同步振荡的效果检验技术，主要包括两部分：一是电网侧发生扰动，引发机组轴系发生持续的次同步振荡，机端阻尼控制器触发投入后，次同步振荡得到抑制，观察机端阻尼控制器投入前后的轴系扭振信号的变化情况；二是在网侧不存在扰动时，通过次同步振荡激励装置，向励磁系统中注入次同步信号，激发轴系的次同步振荡，在激励过程中，投入机端阻尼控制器，观察投入前后的轴系扭振变化情况。其中，网侧扰动产生次同步振荡的原理：汽轮发电机轴系在电力系统大扰动(如各种短路、线路开关的频繁操作、发电机的非同期并网)的作用下，由于机电振荡的相互助增，使得发电机轴系各组成部分之间，在由扰动类型决定的一个或几个自然频率上的相互振荡。激励装置产生次同步振荡的原理：通过次同步振荡激励装置输出机组轴系频率的次同步信号叠加到励磁系统控制信号上，作为励磁系统最终的控制信号控制励磁整流桥，产生同机组频率一致的持续的励磁电流，进而形成持续的电磁转矩，维持转子的扭振过程。

图4是根据本发明实施例一的一种可选的通过激励装置施加持续扰动的流程示意图，在本实施例中，可以通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号，其中扰动信号用于引发发电机组轴系产生持续的次同步振荡。具体实施步骤为：

a、次同步振荡激励装置的输出接入到励磁系统，使得输出可以叠加到励磁控制信号上。激励装置输出信号的频率分辨率为0.01Hz，幅值水平为4到20mA，时间长度可控。

b、调整激励装置的输出幅值和时间，使得激发出的模态信号(如模态转速)包络线比较平坦且幅值较大(如0.1rad/s)。

c、设置激励装置输出时间为50秒，幅值为步骤b中确定的值，输出激励。激励20秒后，投入机端阻尼控制器进行抑制。

具体地，仍旧以机端阻尼控制器抑制电力系统次同步振荡为例进行说明，需要说明的是，此时电力系统产生扰动的方式是通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号，其中该扰动信号用于引发发电机组轴系产生持续的次同步振荡。例如，某机组安装了机端阻尼控制器，进行现场试验时，通过激励装置向励磁系统中注入持续的次同步振荡信号来模拟外部持续扰动。激励装置的输出幅值为40％，频率为15.38Hz，激励持续时间为50秒。在激励输出后的第20秒，投入机端阻尼控制器抑制，模态转速幅值衰减并维持在较低水平。激励装置激发出的某模态转速幅值为0.1rad/s左右，投入机端阻尼控制器后，模态转速幅值降低到0.05rad/s以下。

此外，在本实施例中，还可以通过向发电机的轴系输入预定数值的激励电流使电力系统产生扰动。

通过以上两种试验方法，表明在外部扰动持续存在即该持续扰动满足预设扰动条件时，投入机端阻尼控制器，模态转速幅值会迅速衰减并维持在较低的水平，次同步振荡得到抑制。退出抑制功能后，如果外部激励仍然存在，模态转速值再次增加，次同步振荡继续加剧。

可选地，在本实施例中，抑制电力系统次同步振荡的方法还包括：

步骤S108，获取轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值。

本申请上述步骤S108中，获取到轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值可以是模态转速幅值，在获取到该模态转速幅值后，可以进一步判断机端阻尼控制器投入前后的模态阻尼水平。

步骤S109，根据轴系模态信号的幅值和输出幅值调整预设幅值范围。

本申请上述步骤S109中，可以根据轴系模态信号的幅值(如模态转速幅值)和输出幅值调整预设幅值范围。此外，除对模态转速信号进行分析外，还可以对机端阻尼控制器的输出电流进行分析，获得模态转速幅值衰减情况与机端阻尼控制输出容量的对应关系。根据机端阻尼控制器在现场的投运情况，对录波数据进行统计分析，为下一步机端阻尼控制器的控制参数(如增益参数)的优化调整提供依据。

在本实施例中，在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；根据发电机转速偏差信号生成控制信号；根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围，解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题，进而实现了现场检验机端次同步阻尼抑制效果的试验技术，能够真实地展示机端次同步阻尼控制器在抑制次同步方面的实现效果。同时，采取激励装置向励磁系统中施加持续扰动时，幅值和时间可控，由此激发的模态幅值也是可预测的，而机端阻尼控制器的输出电流也是可以获得的，由此可以定量得到机端阻尼控制器的抑制效果与输出容量之间的对应关系，为下一步调整机端阻尼控制器的控制增益参数提供依据。

实施例2

根据本实施例，还提供了一种抑制电力系统次同步振荡的装置，该抑制电力系统次同步振荡的装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的抑制电力系统次同步振荡的方法，以下对本实施例所提供的抑制电力系统次同步振荡的装置做具体介绍。

图5是根据本发明实施例二的抑制电力系统次同步振荡的装置结构示意图，该装置包括：

监测单元501，用于在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号。

在本实施例中，可以通过机端阻尼控制器实时监测发电机转速偏差信号，其中，该机端阻尼控制器是基于电力电子变流装置的次同步阻尼控制器。

第一生成单元503，用于根据发电机转速偏差信号生成控制信号。

控制单元505，用于根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

具体地，仍旧以抑制电力系统次同步振荡的装置应用于机端阻尼控制器为例进行说明，如图2所示，机端阻尼控制器通过升压变压器接到发电机出口侧的分相封闭母线上，机端阻尼控制器采用发电机的转速偏差信号(Δω)作为主反馈信号，控制输出是与关注的轴系模态信号频率互补的补偿电流参考值(Δia,b,c)，电力电子变流器的输出电流(ica,b,c)动态跟踪该参考值向电网注入次(超)同步频率电流，从而在机组轴系产生抑制次同步振荡的次同步扭矩。通过适当设置机端阻尼控制器的阻尼控制参数，即可产生与轴系扭振频率一致且起阻尼作用的电磁转矩增量(ΔTe)，实现抑制次同步振荡的目标。

在本申请上述实施例中，通过监测单元，用于在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；第一生成单元，用于根据发电机转速偏差信号生成控制信号；控制单元，用于根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围，进而解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题。

可选地，在本实施例中，监测发电机转速偏差信号之后，抑制电力系统次同步振荡的装置还包括：

滤波单元，用于对发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号。

在本实施例中，如图3所示，监测发电机转速偏差信号之后，可以通过图3中的模态滤波环节，从上述转速偏差信号Δω中分离出轴系扭振频率信号Δωi，模态滤波环节的示意图包含了一个低通滤波器，一个高通滤波器，和以发电机组轴系各阶模态频率为中心频率的带通滤波器。

第二生成单元，用于根据轴系模态信号生成控制信号。

在本实施例中，通过机端阻尼控制器对轴系模态信号持续跟踪，并根据轴系模态信号生成控制信号。

可选地，在本实施例中，第二生成单元可以包括：

获取子单元，用于根据轴系模态信号得到轴系模态信号的幅值，其中，当轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间是否达到第一预设时间；

生成子单元，用于若确定轴系模态信号的幅值持续大于或等于预设阈值的时间达到第一预设时间，则根据轴系模态信号生成控制信号。

需要说明的是，本申请所提供的抑制电力系统次同步振荡的装置，通过机端阻尼控制器对轴系扭振频率信号持续跟踪，当检测到任一模态的轴系扭振频率信号幅值持续大于设定值一定时间后，机端阻尼控制器抑制功能自动投入，各阶轴系模态信号降低到较低幅值水平，进一步的，通过对模态转速信号在机端阻尼控制器抑制功能投入前后的对比，分析获得机端阻尼控制器的抑制效果。

具体地，仍旧以抑制电力系统次同步振荡的装置应用于机端阻尼控制器为例进行说明，某电厂600MW机组经高压直流输电系统向外送电，存在次同步振荡风险，现场安装了机端阻尼控制器用于抑制次同步振荡，并经过前期的测试与试验，保证机端阻尼控制器的输入、输出正确，阻尼控制参数最优。某次网侧发生故障，机端阻尼控制器监测到电力系统发生的扰动满足预设扰动条件，观察到发生明显的次同步振荡且呈发散趋势，轴系模态信号的幅值超出预设阈值0.05rad/s约10秒钟(第一预设时间为10秒钟)后，根据轴系模态信号生成控制信号且机端阻尼控制器的抑制功能自动投入，随之轴系模态信号的幅值衰减，当退出机端阻尼控制器的抑制功能后，轴系模态信号的幅值再次放大。

可选地，在本实施例中，预设扰动条件包括：扰动的信号幅值大于预设幅值且扰动的持续时间达到第二预设时间。

可选地，在本实施例中，通过如下至少一种方式使电力系统产生扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中扰动信号用于引发发电机的轴系产生持续的次同步振荡。

在本实施例中，结合图4所示，当网侧不存在足以产生较大幅值的次同步振荡的扰动时，可以通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号，其中扰动信号用于引发发电机组轴系产生持续的次同步振荡。具体实施步骤为：

a、次同步振荡激励装置的输出接入到励磁系统，使得输出可以叠加到励磁控制信号上。激励装置输出信号的频率分辨率为0.01Hz，幅值水平为4到20mA，时间长度可控。

b、调整激励装置的输出幅值和时间，使得激发出的模态信号(如模态转速)包络线比较平坦且幅值较大(如0.1rad/s)。

c、设置激励装置输出时间为50秒，幅值为步骤b中确定的值，输出激励。激励20秒后，投入机端阻尼控制器进行抑制。

具体地，仍旧以机端阻尼控制器抑制电力系统次同步振荡为例进行说明，需要说明的是，此时电力系统产生扰动的方式是通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号，其中该扰动信号用于引发发电机组轴系产生持续的次同步振荡。例如，某机组安装了机端阻尼控制器，进行现场试验时，通过激励装置向励磁系统中注入持续的次同步振荡信号来模拟外部持续扰动。激励装置的输出幅值为40％，频率为15.38Hz，激励持续时间为50秒。在激励输出后的第20秒，投入机端阻尼控制器抑制，模态转速幅值衰减并维持在较低水平。激励装置激发出的某模态转速幅值为0.1rad/s左右，投入机端阻尼控制器后，模态转速幅值降低到0.05rad/s以下。

除对模态转速信号进行分析外，还需对机端阻尼控制器的输出电流进行分析，获得模态转速幅值衰减情况与机端阻尼控制输出容量的对应关系。根据机端阻尼控制器在现场的投运情况，对录波数据进行统计分析，为下一步机端阻尼控制器的控制参数(如增益参数)的优化调整提供依据。

此外，在本实施例中，还可以通过向发电机的轴系输入预定数值的激励电流使电力系统产生扰动。

通过以上两种试验方法，表明在外部扰动持续存在即该持续扰动满足预设扰动条件时，投入机端阻尼控制器，模态转速幅值会迅速衰减并维持在较低的水平，次同步振荡得到抑制。退出抑制功能后，如果外部激励仍然存在，模态转速值再次增加，次同步振荡继续加剧。

可选地，在本实施例中，抑制电力系统次同步振荡的装置还包括：

获取单元，用于获取轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值。

在本实施例中，获取到轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值可以是模态转速幅值，在获取到该模态转速幅值后，可以进一步判断机端阻尼控制器投入前后的模态阻尼水平。

调整单元，用于根据轴系模态信号的幅值和输出幅值调整预设幅值范围。

在本实施例中，可以根据轴系模态信号的幅值(如模态转速幅值)和输出幅值调整预设幅值范围。此外，除对模态转速信号进行分析外，还可以对机端阻尼控制器的输出电流进行分析，获得模态转速幅值衰减情况与机端阻尼控制输出容量的对应关系。根据机端阻尼控制器在现场的投运情况，对录波数据进行统计分析，为下一步机端阻尼控制器的控制参数(如增益参数)的优化调整提供依据。

根据本实施例，还提供了一种抑制电力系统次同步振荡的系统，该抑制电力系统次同步振荡的系统至少包括本发明实施例上述内容所提供的抑制电力系统次同步振荡的装置，以下对本实施例所提供的抑制电力系统次同步振荡的系统做具体介绍。

图6是根据本发明实施例二的抑制电力系统次同步振荡的系统示意图，该系统包括：

转速信号传感器601，用于采集发电机转速信号；

控制器603，与所述转速信号传感器连接，用于生成发电机转速偏差信号，并在电力系统发生扰动满足预设扰动条件时，根据所述发电机转速偏差信号生成控制信号，以及根据所述控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

可选地，该控制器603可以为机端阻尼控制器，该转速偏差信号传感器601和该控制器603在系统中的连接关系和空间位置在此不做限定。

在本实施例中，在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；根据发电机转速偏差信号生成控制信号；根据控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围，解决了相关技术中不能有效的抑制电力系统次同步振荡而导致的发电机工作效率差，使用寿命低的技术问题，进而实现了现场检验机端次同步阻尼抑制效果的试验技术，能够真实地展示机端次同步阻尼控制器在抑制次同步方面的实现效果。同时，采取激励装置向励磁系统中施加持续扰动时，幅值和时间可控，由此激发的模态幅值也是可预测的，而机端阻尼控制器的输出电流也是可以获得的，由此可以定量得到机端阻尼控制器的抑制效果与输出容量之间的对应关系，为下一步调整机端阻尼控制器的控制增益参数提供依据。

由上述内容可知，本发明提出了现场检验机端次同步阻尼抑制效果的试验技术，能够真实地展示机端次同步阻尼控制器在抑制次同步方面的实现效果。同时，采取激励装置向励磁系统中施加持续扰动时，幅值和时间可控，由此激发的模态幅值也是可预测的，而机端阻尼控制器的输出电流也是可以获得的，由此可以定量得到机端阻尼控制器的抑制效果与输出容量之间的对应关系，为下一步调整机端阻尼控制器的控制增益参数提供依据。

本发明提出的检验次同步振荡阻尼效果的试验技术不仅可用于检验机端阻尼控制器这一种抑制措施，对于其他的次同步振荡抑制措施，可以采用同样的试验方法进行检验。除可采用模态转速信号进行数据分析外，在次同步振荡发生时，机端电流中也可分离出对应的次同步分量，因此可分析电流信号的衰减情况来检验抑制措施的阻尼效果。

除了本发明中提到的激励装置外，采用其他的激励方法也可产生同样的效果。如本发明中的抑制装置机端阻尼控制器，其既可以向网侧注入抑制电流，抑制轴系振荡，同样也可向机端注入激励电流，引发机组轴系的振荡。因此其他类似的激励方法也属于本发明的保护范围。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种抑制电力系统次同步振荡的方法，其特征在于，包括：

在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；

根据所述发电机转速偏差信号生成控制信号；

根据所述控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测发电机转速偏差信号之后，所述方法还包括：

对所述发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号；

根据所述轴系模态信号生成控制信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述轴系模态信号生成控制信号，包括：

根据所述轴系模态信号得到所述轴系模态信号的幅值，其中，当所述轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断所述轴系模态信号的幅值持续大于或等于所述预设阈值的时间是否达到第一预设时间；

若确定所述轴系模态信号的幅值持续大于或等于所述预设阈值的时间达到所述第一预设时间，则根据所述轴系模态信号生成所述控制信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设扰动条件包括：所述扰动的信号幅值大于预设幅值且所述扰动的持续时间达到第二预设时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下至少一种方式使所述电力系统产生所述扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向所述发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中所述扰动信号用于引发所述发电机的轴系产生持续的次同步振荡。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围之后，所述方法还包括：

获取所述轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值；

根据所述轴系模态信号的幅值和所述输出幅值调整所述预设幅值范围。

7.一种抑制电力系统次同步振荡的装置，其特征在于，包括：

监测单元，用于在电力系统发生的扰动满足预设扰动条件时，监测发电机转速偏差信号；

第一生成单元，用于根据所述发电机转速偏差信号生成控制信号；

控制单元，用于根据所述控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤波单元，用于对所述发电机转速偏差信号进行模态滤波处理，得到轴系模态信号；

第二生成单元，用于根据所述轴系模态信号生成控制信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二生成单元包括：

获取子单元，用于根据所述轴系模态信号得到所述轴系模态信号的幅值，其中，当所述轴系模态信号的幅值大于或等于预设阈值时，判断所述轴系模态信号的幅值持续大于或等于所述预设阈值的时间是否达到第一预设时间；

生成子单元，用于若确定所述轴系模态信号的幅值持续大于或等于所述预设阈值的时间达到所述第一预设时间，则根据所述轴系模态信号生成所述控制信号。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设扰动条件包括：所述扰动的信号幅值大于预设幅值且所述扰动的持续时间达到第二预设时间。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，通过如下至少一种方式使所述电力系统产生所述扰动：通过激励装置向励磁系统中注入预定频率的扰动信号或者向所述发电机的轴系输入预定数值的激励电流，其中所述扰动信号用于引发所述发电机组的系产生持续的次同步振荡。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取单元，用于获取所述轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围后的输出幅值；

调整单元，用于根据所述轴系模态信号的幅值和所述输出幅值调整所述预设幅值范围。

13.一种抑制电力系统次同步振荡的系统，其特征在于，包括：

转速信号传感器，用于采集发电机转速信号；

控制器，与所述转速信号传感器连接，用于根据所述发电机转速信号生成发电机转速偏差信号，并在电力系统发生扰动满足预设扰动条件时，根据发电机转速偏差信号生成控制信号，以及根据所述控制信号控制轴系模态信号的幅值降低至预定幅值范围。