CN109390972A - 水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统 - Google Patents

水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数；将优化参数后的电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求。本发明水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，给出了针对水电为主电网制定调速器参数优化调整方案的一般流程，为电网分析人员通过调整水电机组调速器参数预防超低频振荡提供了技术手段。

Description

水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统安全稳定控制技术领域，具体涉及水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统。
背景技术
随着直流输电特别是柔性直流输电技术的发展，电网互联结构开始由同步联网向异步联网转变。2016年，云南电网已经在国内率先实现省级电网由同步联网转为异步联网，包含川、渝、藏的西南电网也计划于2018年实现与华中-华北主网异步互联。在省级或区域电网由同步转异步联网之前，需要针对异步联网后电网可能面临的风险制定一系列的应对策略。对于水电为主的电网，由于水电机组的“水锤效应”及调速系统的固有负阻尼特性，在由同步转异步联网后，面临的突出风险之一是超低频振荡。云南电网在异步联网的系统试验中已经发生了超低频振荡事故。事实上，近年来，在水电送出孤岛系统或水电高占比电力系统中已陆续出现多起超低频振荡现象，引发调速系统周期性频繁动作，系统频率、功率等均出现大幅度低频率振荡，严重威胁电网安全稳定运行。因此，当水电为主电网由同步转异步联网时，需要针对系统存在的超低频振荡风险制定预防控制措施。
超低频振荡与水轮机调速系统一次调频性能及引水系统的“水锤效应”强相关，目前同步互联电网要求的一次调频快速调节使得水轮机调速器在超低频段产生负阻尼效应。火电机组不存在“水锤效应”，通常在超低频段提供正阻尼。当电网内水电占比高于火电机组，或在某些运行方式下水电出力占比高，导致水电机组负阻尼效应占主导地位时，系统在超低频段会出现小扰动不稳定，故障下易激发超低频振荡。
在制定超低频振荡的预防控制策略时，通常有以下三种途径：1)从增加系统正阻尼水平出发，调整运行方式，增加火电开机容量，其优点是不影响电网调频能力，但是增开火电不利于水电清洁能源的消纳，在当前节能减排形势及水电等清洁能源大量富余的情况下，可行性较低；2)从采用直流调制增加系统正阻尼出发，采用直流附加控制措施，其优点是不影响甚至强化了电网调频能力，但由于直流数量较少，控制措施集中于部分直流，当直流检修或故障停运等情况将大大弱化超低频振荡抑制效果，此外为避免直流频繁动作影响其自身安全稳定运行，通常需设置控制死区，导致在死区内依然存在超低频振荡风险；3)从减小水电机组提供的负阻尼出发，优化水电机组调速系统参数，使其提供的负阻尼减少甚至提供正阻尼，从而避免超低频振荡发生，其优点是水电机组的“水锤效应”是导致超低频振荡的源头，从源头治理超低频振荡，对运行方式的适应较好，且不影响水电消纳，但以抑制超低频振荡为目标优化得到的调速器参数通常会降低水电调节速度，影响调频能力，需在抑制超低频振荡和维持调频能力间取得平衡。
此外，对于水电为主的区域或省级电网，网内水电机组数量、类型众多，不可能也不必要对所有水电机组调速器参数进行优化调整，而目前并没有系统性的方法用于指导水电机组调速器参数优化范围并制定最优控制策略。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前并没有系统性的方法用于指导水电机组调速器参数优化范围并制定最优控制策略，目的在于提供水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，包括以下步骤：S1：根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；S2：优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数；S3：对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；将在步骤S2中优化参数后的电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；S4：完成步骤S3参数调整后，对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
现有技术中，并没有系统性的方法用于指导水电机组调速器参数优化范围并制定最优控制策略。本发明应用时，本发明相当于通过建模仿真对整个系统进行参数调整，所以需要先期完成数据准备和建模，数据准备和建模流程如下：收集全网水电机组原动机信息及相关参数，包括机组容量S、水轮机类型、水锤效应时间常数TW；收集各水电机组调速器模型及参数。根据电网方式数据搭建对象电网仿真模型，模型中发电机建模需要考虑调速、励磁以及PSS，其中调速器宜采用实测模型，若水电机组调速器模型和参数未实测，可套用同类型，同容量和水锤效应时间常数相同或相近的机组调速器模型和参数。负荷模型应考虑负荷频率因子，包括有功频率因子和无功频率因子。根据丰水期负荷水平的不同，调整若干典型运行方式。在潮流调整时，尽量多开水电机组，火电按照系统运行方式要求的最小开机方式考虑，新能源机组不开或尽量少开，各发电机不考虑旋转备用。
步骤S3相当于是对全网进行的一种超低频振荡风险评估，为了保障调整后的参数在各种状况下都具备足够的通用性，并降低各种状况下的风险，本发明评估出小干扰状态和大干扰状态，这里的小干扰状态实际为小干扰分析得到的负阻尼最恶劣的状态，这里的大干扰状态实际为在大干扰故障状态下负阻尼最恶劣、振幅最大的故障形态。评估出小干扰状态和大干扰状态可以为后续的参数调整结果评估提供基础模型。步骤S1根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序，这种排序结果可以看出各个水电机组对负阻尼效应的贡献情况，通过步骤S2对贡献大的水电机组进行优先调节，可以在对电网影响最小的情况下，实现满足阻尼指标。步骤S3中由于是依次在小干扰状态和大干扰状态下对参数进行仿真校核，并对数据进行调整直至同时满足在小干扰状态和大干扰状态下的阻尼指标要求，使得本申请自身具有极好的适应性和抗风险能力。步骤S4对所建立的所有典型运行方式进行故障扫描，至少包括N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障等，判断故障后阻尼水平是否满足所设定的阻尼优化目标。本发明通过设置上述步骤，给出了针对水电为主电网制定调速器参数优化调整方案的一般流程，为电网分析人员通过调整水电机组调速器参数预防超低频振荡提供了技术手段，同时具有极好的适用性和抗风险能力。
进一步的，步骤S3包括以下子步骤：S31：将水电调速器禁止由联网模式转为孤网模式后，对各典型运行方式进行小干扰分析，得到频率低于0.1Hz的超低频振荡模式的振荡频率和阻尼，阻尼水平最低的方式为小干扰状态；S32：采用故障集对小干扰状态进行全网故障扫描，得到故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障形态作为大干扰状态。
本发明应用时，若调速器有孤网模式，则将联网转孤网模式的延时设置为大于仿真时长，即禁止调速器由联网模式转为孤网模式，然后进行小干扰分析和大干扰分析，获得小干扰状态和大干扰状态，其中阻尼水平可以通过Prony等信号处理方法辨识故障后的仿真曲线得到。
进一步的，步骤S32中所述全网故障扫描包括对N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障的扫描。
进一步的，步骤S1中所述排序采用以下一种或多种方法进行：根据水电机组额定容量按照由大到小对机组进行排序；根据水电机组转动惯量按照由大到小对机组依次进行排序；对丰水期大负荷方式进行小干扰分析，得到各机组参与超低频振荡模式的参与因子或相关因子，根据参与因子或相关因子的大小按照由大到小的方式对机组进行排序；根据各水电机组参与超低频振荡模式的相关系数按照有大到小的方式对机组进行排序。
本发明应用时，为了准确确定水电机组的负阻尼贡献量，设置了多个标准，其中水电机组转动惯量和水电机组额定容量是体现负阻尼贡献量的一个重要指标；利用PSASP或BPA软件对丰水期大负荷方式进行小干扰分析，得到各机组参与超低频振荡模式的参与因子或相关因子，根据参与因子或相关因子的大小按照由大到小的方式对机组进行排序；上文所述的根据各水电机组参与超低频振荡模式的相关系数按照有大到小的方式对机组进行排序中，相关系数Rik的定义为：Rik＝pik·Jk，式中，Jk为机组k在基准容量SB上的转动惯量，pik为丰水期大负荷方式进行小干扰分析得到的相关因子，i表示超低频振荡模态，k表示第k台发电机。由于科学研究的延续性，本申请中的相关系数指标Rik的详细定义已在发明专利《(201710834035.9)一种电力系统超低频振荡敏感机组筛选方法》中描述，这里不再赘述。
进一步的，步骤S1中在排序时对每个电站仅计该电站排名最靠前的机组。
进一步的，步骤S2和S3中所述调整参数采用以下一种或多种方法进行：减小PID参数，保持PID环节比例增益为积分增益的5倍；定义综合衡量调速器调节性能和阻尼水平的量化评估指标，并采用优化算法进行调速器PID参数优化。
本发明应用时，同样的由于科学研究的延续性，定义综合衡量调速器调节性能和阻尼水平的量化评估指标，并采用优化算法进行调速器PID参数优化按照专利《(201710693859.9)一种水轮机调速器PID参数优化方法及系统》的提供的优化方法对调速器参数进行优化。
进一步的，步骤S2包括以下子步骤：根据丰水期各水电站的开机和出力情况对水电站进行分档；根据分档结果将开机较为稳定或出力不受限的水电站机组定义为对负阻尼效应贡献稳定的机组；对稳定的机组进行优先的数据调整；排除对负阻尼效应贡献稳定的机组后，根据S1中排序的结果对负阻尼效应贡献大的机组调整参数。
本发明应用时，开机较为稳定或出力不受限的水电站机组(如特高压直流配套电源)对负阻尼效应贡献稳定，也就是说这些机组会持续的为电网贡献负阻尼效应，需要对这些机组进行优先调节；另一方面，当对这类机组调速器参数进行优化调整后，由于其开机稳定，可支持为电网提供正的阻尼，有利于预防超低频振荡发生。这里的调节手段可以为将调速器参数设置为孤网模式参数。
进一步的，步骤S3包括以下子步骤：当优化参数后的电网在小干扰状态下未满足阻尼指标要求，则再次依次执行S2和S3；当优化参数后的电网在小干扰状态下满足阻尼指标要求且在大干扰状态下未满足阻尼指标要求，则依次对超、特高压直流配置直流FC调制并执行S3。
进一步的，步骤S3包括还以下子步骤：当对所有直流均配置FC后依然不满足阻尼要求，则在运行允许范围内适当增开火电；当适当增开火电后依然不满足阻尼要求，则进一步扩大参数优化范围并执行S3。
本发明应用时，设定超低频振荡大干扰阻尼优化目标，对所得调速器调整方案进行评估。基于更新调速器参数的典型运行方式，得到恶劣故障仿真校核，根据仿真结果判断故障后频率振荡曲线的阻尼是否满足所设定的大干扰阻尼优化目标。并且将各种调节手段做了分级，从而使得本发明的适用性更强。
水电为主电网异步互联后调速器参数调整系统，包括：排序单元：用于根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；分析单元：用于对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；调整单元：用于优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数，并将电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；扫描单元：用于对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
本发明应用时，排序单元根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；分析单元对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；调整单元优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数，并将电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；扫描单元对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，给出了针对水电为主电网制定调速器参数优化调整方案的一般流程，为电网分析人员通过调整水电机组调速器参数预防超低频振荡提供了技术手段。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例步骤图；
图2为本发明实施例示意图；
图3为本发明实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，包括以下步骤：S1：对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；S2：根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；S3：优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数；S4：将优化参数后的电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；S5：对所有典型运行方式进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
本实施例实施时，本发明相当于通过建模仿真对整个系统进行参数调整，所以需要先期完成数据准备和建模，数据准备和建模流程如下：收集全网水电机组原动机信息及相关参数，包括机组容量S、水轮机类型、水锤效应时间常数TW；收集各水电机组调速器模型及参数。根据电网方式数据搭建对象电网仿真模型，模型中发电机建模需要考虑调速、励磁以及PSS，其中调速器宜采用实测模型，若水电机组调速器模型和参数未实测，可套用同类型，同容量和水锤效应时间常数相同或相近的机组调速器模型和参数。负荷模型应考虑负荷频率因子，包括有功频率因子和无功频率因子。根据丰水期负荷水平的不同，调整若干典型运行方式。在潮流调整时，尽量多开水电机组，火电按照系统运行方式要求的最小开机方式考虑，新能源机组不开或尽量少开，各发电机不考虑旋转备用。
步骤S1相当于是对全网进行的一种超低频振荡风险评估，为了保障调整后的参数在各种状况下都具备足够的通用性，并降低各种状况下的风险，本发明评估出小干扰状态和大干扰状态，这里的小干扰状态实际为负阻尼最恶劣的状态，这里的大干扰状态实际为在故障状态下负阻尼最恶劣，振幅最大的故障形态。评估出小干扰状态和大干扰状态可以为后续的参数调整结果评估提供基础模型。步骤S2根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序，这种排序结果可以看出各个水电机组对负阻尼效应的贡献情况，通过步骤S3对贡献大的水电机组进行优先调节，可以在对电网影响最小的情况下，实现满足阻尼指标。步骤S4中由于是依次在小干扰状态和大干扰状态下对参数进行仿真校核，并对数据进行调整直至同时满足在小干扰状态和大干扰状态下的阻尼指标要求，使得本申请自身具有极好的适应性和抗风险能力。步骤S5对所建立的所有典型运行方式进行故障扫描，至少包括N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障等，判断故障后阻尼水平是否满足所设定的阻尼优化目标。本发明通过设置上述步骤，给出了针对水电为主电网制定调速器参数优化调整方案的一般流程，为电网分析人员通过调整水电机组调速器参数预防超低频振荡提供了技术手段，同时具有极好的适用性和抗风险能力。
实施例2
如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，图中步骤1描述的是数据准备及建。收集全网水电机组原动机信息及相关参数，包括机组容量S、水轮机类型、水锤效应时间常数TW；仿真模式搭建及潮流调整，及根据电力系统运行方式和模型及参数，调整好基础潮流，具体地，对于超低频振荡，通过校核丰水期典型方式，例如丰大、丰平、丰小等典型方式，在潮流调整时，尽量多开水电机组，火电按照系统运行方式要求的最小开机方式考虑，新能源机组不开或尽量少开，各发电机不考虑旋转备用。
图中步骤2描述的是超低频振荡风险评估。根据步骤1建立的系统模型，对各个典型方式进行小干扰分析，得到频率低于0.1Hz的超低频振荡模式的振荡频率和阻尼，选择阻尼水平最低的方式为恶劣方式。对恶劣方式进行大扰动故障仿真扫描，包括N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障等，得到故障后振幅最大、阻尼水平最低(通过Prony等信号处理方法辨识故障后的仿真曲线得到阻尼)的故障形态，定义为恶劣故障。
图中步骤3描述的是确定水电机组参数优化排序。可选择以下方式之一得到的机组排序依次进行：
3-1)根据水电机组额定容量按照由大到小对机组进行排序；
3-2)根据水电机组转动惯量按照由大到小对机组依次进行排序；
3-3)利用PSASP或BPA软件对调整后的丰水期大负荷方式进行小干扰分析，得到各机组参与超低频振荡模式的参与因子或相关因子，根据参与因子或相关因子的大小按照由大到小的方式对机组进行排序；
3-4)根据各水电机组参与超低频振荡模式的相关系数按照有大到小的方式对机组进行排序。
相关系数Rik的定义为：Rik＝pik·Jk，式中，Jk为机组k在基准容量SB上的转动惯量，pik为步骤3-3)得到的相关因子，i表示超低频振荡模态，k表示第k台发电机。
相关系数指标Rik的详细定义已在发明专利《一种电力系统超低频振荡敏感机组筛选方法》中描述，这里不再赘述。
3-5)按照步骤3-1)～3-4)所述的排序方法之一进行排序，需要注意，在排序时每个电站仅计该电站排名最靠前的机组。
图中步骤4描述的是根据机组的历史出力特性判断是否对各水电站进行分档。根据丰水期各水电站的开机和出力情况，优先对于开机较为稳定，或出力不受限的水电站机组(如直流配套电源)进行调速器参数优化调整，例如直接将其调速器参数设置为孤网模式参数。并将其调速器参数更新至步骤2中得到的恶劣方式。
图中步骤5描述的是对调速器PID参数进行优化调整。按照专利《一种水轮机调速器PID参数优化方法及系统(2017106938599)》的提供的优化方法对调速器参数进行优化。
按照步骤3得到的排序，每次优化一个电站或多个电站的若干台水电机组调速器PID参数，并将优化得到的参数更新至步骤2中得到的恶劣方式。
图中步骤6描述的是通过小干扰分析对所优化的调速器参数进行初步校核。设定某一小干扰阻尼目标，对更新调速器参数后的恶劣方式进行小干扰分析，判断是否达到设定的目标。若达到则进行下一步，否则返回步骤5，继续优化更多水电机组的调速器PID参数。
图中步骤7描述的是当满足小干扰目标后，通过恶劣故障进行进一步校核。设定某一大干扰阻尼目标，在更新调速器参数后的各典型运行方式的基础上，对步骤2得到的恶劣故障进行故障模拟仿真，利用Prony算法对故障后的频率曲线进行辨识，判断是否满足大干扰阻尼目标。若不满足，则依次对网内超、特高压直流配置直流FC调制，返回步骤7重新校核；若所有直流均配置FC后依然不满足大干扰阻尼要求，则可在方式运行允许范围内适当增开火电，返回步骤7重新校核；若依然不满足阻尼要求，则返回步骤5进一步扩大参数优化范围，直至满足阻尼指标要求。
图中步骤8描述的是对所建立的所有典型运行方式进行全部故障扫描，至少包括N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障等，判断故障后阻尼水平是否满足所设定的阻尼优化目标，校核所得参数调整方案的有效性，从而得到调速器参数调整方案。
实施例3
如图2～3所示，本实施例在实施例1和2的基础上，以西南某电网为例进行说明，该电网异步联网后水电装机占比约70％，超低频率振荡风险突出，需要提前制定调速器参数优化调整方案，预防超低频振荡发生，保障异步联网后的电网安全稳定。
以下结合该电网异步联网后调速器参数调整方案的制定，对本发明方法进行详细描述。
1、步骤1：收集资料，在PSASP中建立该电网丰水期典型运行方式，包括丰大、丰平、丰小三种运行方式，模型中水轮机调速器采用实测模型和参数，未实测机组套用同容量、同类型水轮机机组的参数。
2、步骤2：风险评估，对步骤1建立的三个典型方式进行小干扰分析，结果如附表1所示：
附表1典型运行方式小干扰分析结果
方式 特征值 频率(Hz) 阻尼(％)
丰大 0.0119+j0.439 0.070 -2.708
丰平 0.041+j0.436 0.069 -9.481
丰小 0.045+j0.383 0.061 -11.749
可以看到，丰小方式下阻尼水平最低，选择丰小方式为恶劣方式。对丰小方式进行故障扫描，HB线路N-2故障后系统频率振荡曲线阻尼水平最低，振荡最大，如图2所示丰小方式下HB线路N-2故障后系统频率振荡情况。
3、步骤3：对网内水电机组进行排序，利用PSASP软件对步骤1得到的丰大方式进行小干扰分析，得到各机组参与超低频振荡模式相关因子，并按照大小排序，得到主力水电机组参数调整排序如附表2所示。
附表2超低频振荡机组相关因子排序结果
序号 发电机名称 相关因子
1 DGS 0.010861
2 CHB 0.010083
3 XLDZ 0.006758
4 XJB 0.006399
5 ET 0.006681
6 GD 0.00525
7 JX 0.004918
8 JD 0.004546
9 PBG 0.003583
10 HZY 0.004796
11 PS 0.004173
12 MEG 0.010374
13 ZPP 0.005261
14 LD 0.004248
15 TZK 0.002595
16 LTS 0.004047
17 KJW 0.004164
18 BZS 0.003114
19 AG 0.003064
20 TJZ 0.002403
21 RS 0.00253
22 GZS 0.00326
23 SXG 0.00151
24 HJP 0.001684
25 SD 0.002456
26 ZTB 0.001307
27 GZX 0.001731
4、步骤4：XLDZ、XJB、JD、JX以及GD分别为特高压直流的配套电网，丰水期出力较为稳定，占全网水电出力的45％左右，优先对其调速器参数进行调整，直接设置为孤网参数，并更新至步骤2中得到的恶劣方式，即丰小方式。
5、步骤5：排除已设置为孤网参数的发电机组后，设置小干扰阻尼优化目标为0.5％，按照附表2的顺序依次优化调速器PID参数，将比例增益KP和积分增益KI分别设置为原参数的1/2和1/10，并更新至丰小方式，滚动校核小干扰分析结果。
6、步骤6：当将附表2中共计126台水力发电机组调速器PID参数优化后，可将超低频振荡模态阻尼比由优化前的-11.749％提升至0.768％，满足优化目标。
7、步骤7：将优化的参数更新至丰大、丰平、丰小运行方式，进行恶劣故障校核，仿真结果如图3丰小方式下HB线路N-2故障后系统频率振荡情况(参数优化后)所示。可以看到，参数优化后，HB线路N-2故障后超低频振荡呈现衰减状态，且Prony辨识得到曲线衰减阻尼比大于3％。
8、步骤8：在步骤7更新后的典型方式上进行全故障仿真扫描，校核所得调速器方案的效果。从而得到该电网异步联网后调速器参数调整方案。
实施例5
本发明水电为主电网异步互联后调速器参数调整系统，包括：排序单元：用于根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；分析单元：用于对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；调整单元：用于优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数，并将电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；扫描单元：用于对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
本实施例实施时，排序单元根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；分析单元对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；调整单元优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数，并将电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；扫描单元对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；
S2：优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数；
S3：对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；将在步骤S2中优化参数后的电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；
S4：完成步骤S3参数调整后，对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
2.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：
S31：将水电调速器禁止由联网模式转为孤网模式后，对各典型运行方式进行小干扰分析，得到频率低于0.1Hz的超低频振荡模式的振荡频率和阻尼，阻尼水平最低的方式为小干扰状态；
S32：采用故障集对小干扰状态进行全网故障扫描，得到故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障形态作为大干扰状态。
3.根据权利要求2所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S32中所述全网故障扫描包括对N-1故障，同塔双回线路N-2故障以及典型直流故障的扫描。
4.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S1中所述排序采用以下一种或多种方法进行：
根据水电机组额定容量按照由大到小对机组进行排序；
根据水电机组转动惯量按照由大到小对机组依次进行排序；
对丰水期大负荷方式进行小干扰分析，得到各机组参与超低频振荡模式的参与因子或相关因子，根据参与因子或相关因子的大小按照由大到小的方式对机组进行排序；
根据各水电机组参与超低频振荡模式的相关系数按照有大到小的方式对机组进行排序。
5.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S1中在排序时对每个电站仅计该电站排名最靠前的机组。
6.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S2和S3中所述调整参数采用以下一种或多种方法进行：
减小PID参数，保持PID环节比例增益为积分增益的5倍；
定义综合衡量调速器调节性能和阻尼水平的量化评估指标，并采用优化算法进行调速器PID参数优化。
7.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
根据丰水期各水电站的开机和出力情况对水电站进行分档；
根据分档结果将开机较为稳定或出力不受限的水电站机组定义为对负阻尼效应贡献稳定的机组；
对稳定的机组进行优先的数据调整；
排除对负阻尼效应贡献稳定的机组后，根据S1中排序的结果对负阻尼效应贡献大的机组调整参数。
8.根据权利要求1所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：
当优化参数后的电网在小干扰状态下未满足阻尼指标要求，则再次依次执行S2和S3；
当优化参数后的电网在小干扰状态下满足阻尼指标要求且在大干扰状态下未满足阻尼指标要求，则依次对超、特高压直流配置直流FC调制并执行S3。
9.根据权利要求8所述的水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法，其特征在于，步骤S3包括还以下子步骤：
当对所有直流均配置FC后依然不满足阻尼要求，则在运行允许范围内适当增开火电；
当适当增开火电后依然不满足阻尼要求，则进一步扩大参数优化范围并执行S3。
10.水电为主电网异步互联后调速器参数调整系统，其特征在于，包括：
排序单元：用于根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；
分析单元：用于对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；
调整单元：用于优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数，并将电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求；
扫描单元：用于对电网在所有典型运行方式下进行全部故障扫描，将通过扫描的参数调整方案作为最终调整方案。
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