CN110350549B - 一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，首先获取发电机系统功角和发电机动态功角，并计算两者之和作为总功角，然后根据总功角的微分变化计算发电机电角速度。本发明在计算发电机电角速度时，参考了发电机系统功角，提高了发电机电角速度的测量精确度，解决了现有同步发电机运行过程中电力系统稳定器因输入发电机电角速度信号测量偏差引起输出畸变导致机组阻尼变弱的问题。

Description

一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法
技术领域
本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，尤其涉及一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法。
背景技术
随着经济发展，电网互联规模不断增长，新能源的大量并网，传统电源因深度调峰需求运行区间变大，机组工况变化频繁，运行参数变化较大，动态稳定问题也更加突出，对于电力系统稳定器的依赖也越来越大。
同时，运行中也屡屡发现，现有的部分机组电力系统稳定器输入信号发电机电角速度的计算逻辑存在缺陷，导致机组阻尼变弱甚至产生负阻尼，进而机组产生功率振荡，严重影响了电网安全稳定运行。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法。
本发明提出的一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，首先获取发电机系统功角和发电机动态功角，并计算两者之和作为总功角，然后根据总功角的微分变化计算发电机电角速度。
优选的，发电机电角速度的计算模型为：
Figure BDA0002075156080000011
其中，Δω为发电机电角速度，δ′为发电机动态功角，δs为发电机系统功角，s(δ′+δs)表示对δ′+δs求微分，f为电网额定频率。
优选的，发电机系统功角的获取方式为：获取发电机的系统电抗，然后将发电机的系统电抗代入预设发电机系统功角计算模型计算发电机系统功角。
优选的，发电机系统功角计算模型为：
Figure BDA0002075156080000021
其中，arcsin为反正弦函数，P为发电机有功功率，Ut为发电机定子电压，Xs为发电机的系统电抗。
优选的，发电机系统功角计算模型为：
δs＝arcsin(IpXs)，其中，arcsin为反正弦函数，Ip为发电机定子电流有功分量，Xs为发电机的系统电抗。
优选的，发电机的系统电抗等于发电机的主变短路阻抗与发电机的系统联系电抗之和。
优选的，发电机动态功角的获取方式为：获取发电机电抗，并将发电机电抗代入预设的发电机动态功角计算模型计算发电机发电机动态功角。
优选的，发电机动态功角计算模型为：
Figure BDA0002075156080000022
其中，arctan为反正切函数，P为发电机有功功率，Q为发电机无功功率，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗。
优选的，发电机动态功角计算模型为：
Figure BDA0002075156080000023
其中，arctan为反正切函数，IP为发电机定子电流有功分量，IQ为发电机定子电流无功分量，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗。
优选的，发电机电抗为发电机直轴超瞬变电抗或者发电机交轴超瞬变电抗。
本发明提出的一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，在计算发电机电角速度时，参考了发电机系统功角，提高了发电机电角速度的测量精确度，解决了现有同步发电机运行过程中电力系统稳定器因输入发电机电角速度信号测量偏差引起输出畸变导致机组阻尼变弱的问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，首先获取发电机系统功角和发电机动态功角，并计算两者之和作为总功角，然后根据总功角的微分变化计算发电机电角速度。
如此，通过该方法获得的发电机电角速度，在计算过程中参考了发电机系统功角，提高了发电机电角速度的测量精确度，解决了现有同步发电机运行过程中电力系统稳定器因输入发电机电角速度信号测量偏差引起输出畸变导致机组阻尼变弱的问题。
具体的，本实施方式中，发电机电角速度的计算模型为：
Figure BDA0002075156080000031
其中，Δω为发电机电角速度，δ′为发电机动态功角，δs为发电机系统功角，s(δ′+δs)表示对δ′+δs求微分，f为电网额定频率；且，δ′和δs均为弧度。
具体实施时，f作为电网额定频率，实际值为50Hz或60Hz。
如此，当f＝50Hz，则
Figure BDA0002075156080000032
当f＝60Hz，则
Figure BDA0002075156080000033
具体实施时，也可结合发电机动态功角δ′、发电机系统功角δs和对应的发电机电角速度Δω通过离散分解获取发电机电角速度的计算模型。
本实施方式中，发电机系统功角的获取方式为：获取发电机的系统电抗，然后将发电机的系统电抗代入预设发电机系统功角计算模型计算发电机系统功角。具体实施时，发电机的系统电抗可结合发电机的系统电压和系统电流进行计算。本实施方式中，发电机的系统电抗等于发电机的主变短路阻抗与发电机的系统联系电抗之和，即XS＝XT+XL，其中，XT为发电机的主变短路阻抗，XL为发电机的系统联系电抗，XT和XL均为标幺值。如此，本实施方式中，通过对发电机的系统电抗进行分化求和，将系统电压和系统电流的测量转化为发电机的主变短路阻抗XT和发电机的系统联系电抗XL的测量，降低了发电机的系统电抗Xs的测量难度，并提高了测量精确度。
具体的，本实施方式中，发电机系统功角计算模型为：
Figure BDA0002075156080000041
其中，arcsin为反正弦函数，P为发电机有功功率，Ut为发电机定子电压，Xs为发电机的系统电抗；且，P、Ut和Xs均为标幺值。
具体实施时，发电机系统功角计算模型也可采用：
δs＝arcsin(IpXs)，其中，arcsin为反正弦函数，Ip为发电机定子电流有功分量，Xs为发电机的系统电抗；且，Ip和Xs均为标幺值。
本实施方式中，发电机动态功角的获取方式为：获取发电机电抗，并将发电机电抗代入预设的发电机动态功角计算模型计算发电机发电机动态功角。具体的，发电机动态功角可通过测量对应的发电机电压和发电机电流获得，例如，具体可通过发电机定子的电压和发电机定子的电流计算发电机动态功角。
本实施方式中，获取发电机直轴超瞬变电抗x″d作为发电机电抗，即Xyb＝x″d，且x″d为标幺值。具体实施时，也可获取发电机交轴超瞬变电抗x″q作为发电机电抗。
本实施方式中，发电机动态功角计算模型为：
Figure BDA0002075156080000051
其中，arctan为反正切函数，P为发电机有功功率，Q为发电机无功功率，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗；且P、Q、Ut和Xyb均为标幺值。
具体实施时，发电机动态功角计算模型也可采用：
Figure BDA0002075156080000052
其中，arctan为反正切函数，IP为发电机定子电流有功分量，IQ为发电机定子电流无功分量，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗；且，IP、IQ、Ut和Xyb均为标幺值。
具体的，本实施方式中，在计算发电机系统功角和发电机动态功角时，P和Q的取值具有统一性。即，如果在发电机系统功角计算模型中，P采用发电机有功功率，则发电机动态功角计算模型中，P同样采用发电机有功功率，且Q采用发电机无功功率；如果在发电机系统功角计算模型中，P采用发电机有功电流，则发电机动态功角计算模型中，P同样采用发电机有功电流，且Q采用发电机无功电流。
如此，本实施方式中，通过在计算发电机系统功角和发电机动态功角时，采用参量的统一，有利于保证最终获取的发电机电角速度的准确，降低误差。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，首先获取发电机系统功角和发电机动态功角，并计算两者之和作为总功角，然后根据总功角的微分变化计算发电机电角速度；
发电机系统功角的获取方式为：获取发电机的系统电抗，然后将发电机的系统电抗代入预设发电机系统功角计算模型计算发电机系统功角；
发电机动态功角的获取方式为：获取发电机电抗，并将发电机电抗代入预设的发电机动态功角计算模型计算发电机动态功角。
2.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机电角速度的计算模型为：
Figure FDA0003519601920000011
其中，Δω为发电机电角速度，δ′为发电机动态功角，δs为发电机系统功角，s(δ′+δs)表示对δ′+δs求微分，f为电网额定频率。
3.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机系统功角计算模型为：
Figure FDA0003519601920000012
其中，arcsin为反正弦函数，P为发电机有功功率，Ut为发电机定子电压，Xs为发电机的系统电抗。
4.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机系统功角计算模型为：
δs＝arcsin(IpXs)，其中，arcsin为反正弦函数，Ip为发电机定子电流有功分量，Xs为发电机的系统电抗。
5.如权利要求1或3或4所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机的系统电抗等于发电机的主变短路阻抗与发电机的系统联系电抗之和。
6.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机动态功角计算模型为：
Figure FDA0003519601920000021
其中，arctan为反正切函数，P为发电机有功功率，Q为发电机无功功率，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗。
7.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机动态功角计算模型为：
Figure FDA0003519601920000022
其中，arctan为反正切函数，IP为发电机定子电流有功分量，IQ为发电机定子电流无功分量，Ut为发电机定子电压，Xyb为发电机电抗。
8.如权利要求1所述的电力系统稳定器输入电角速度信号的计算方法，其特征在于，发电机电抗为发电机直轴超瞬变电抗或者发电机交轴超瞬变电抗。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010057253A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Mitsubishi Electric Corp 系統安定化制御システムおよび系統安定化制御方法
CN101915203A (zh) * 2010-08-06 2010-12-15 昆明理工大学 改善水轮发电机组功角振荡的阻尼注入控制方法
CN105826937A (zh) * 2016-05-23 2016-08-03 国网浙江省电力公司电力科学研究院 一种超前相位自适应型电力系统稳定器
CN106026138A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 国网江苏省电力公司 一种即插即用式的电力系统稳定器设计算法
CN106301126A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司 发电机功率波动抑制方法和发电机功率波动抑制控制装置
CN106526384A (zh) * 2016-12-01 2017-03-22 西南交通大学 一种用于大规模电力系统的振荡源定位方法
CN106786675A (zh) * 2017-02-14 2017-05-31 中国电力科学研究院 一种电力系统稳定器及其实现方法
CN106849130A (zh) * 2017-03-07 2017-06-13 南京航空航天大学 一种电力系统稳定器参数的整定方法
CN109245122A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 东北电力大学 一种基于广域量测信息的电力系统区域动态等值方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346719B (zh) * 2013-07-20 2018-11-23 魏强 一种消除发电机间低频振荡的方法和系统
US9590550B2 (en) * 2014-01-16 2017-03-07 General Electric Company Systems and methods for adaptive control of excitation and generator systems

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010057253A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Mitsubishi Electric Corp 系統安定化制御システムおよび系統安定化制御方法
CN101915203A (zh) * 2010-08-06 2010-12-15 昆明理工大学 改善水轮发电机组功角振荡的阻尼注入控制方法
CN105826937A (zh) * 2016-05-23 2016-08-03 国网浙江省电力公司电力科学研究院 一种超前相位自适应型电力系统稳定器
CN106026138A (zh) * 2016-06-22 2016-10-12 国网江苏省电力公司 一种即插即用式的电力系统稳定器设计算法
CN106301126A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司 发电机功率波动抑制方法和发电机功率波动抑制控制装置
CN106526384A (zh) * 2016-12-01 2017-03-22 西南交通大学 一种用于大规模电力系统的振荡源定位方法
CN106786675A (zh) * 2017-02-14 2017-05-31 中国电力科学研究院 一种电力系统稳定器及其实现方法
CN106849130A (zh) * 2017-03-07 2017-06-13 南京航空航天大学 一种电力系统稳定器参数的整定方法
CN109245122A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 东北电力大学 一种基于广域量测信息的电力系统区域动态等值方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Enhancement of Power System Stability Using Fuzzy Logic Based Supervisory Power System Stabilizer;Hussain M. Behbehani 等;《2008 IEEE 2nd International Power and Energy Conference》;20090127;全文 *
Power System Stabilizers Design for Multimachine Power Systems Using Local Measurements;Ajit Kumar;《IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS》;20160531;全文 *
PSS在抑制电力系统低频振荡上的研究;邓科;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)》;20081015;全文 *
含双馈风电机组的系统阻尼优化研究;陈延云;《电气技术》;20131231;全文 *
电力系统稳定器研究综述;冯楠 等;《陕西电力》;20131231;全文 *

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