CN112736935B - 一种利用pss补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，包括进行PSS试验，获取机组无补偿相频特性；将获取的机组无补偿相频特性角度和PSS补偿后转矩滞后负有功的角度存储，监测机组的有功功率、汽机主控数据，当有功功率出现振荡且汽机输入功率不变时，获取振荡之后有功功率和PSS输出值；求PSS输出值滞后于有功功率采样值的相位，及PSS补偿后转矩滞后负有功的角度；将PSS试验入库存储的和实时监测计算的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度进行对比，若误差绝对值小于阈值，入库模型参数正确，否则，需要变化。本发明通过计算PSS输出值滞后有功功率的相位及PSS补偿后转矩滞后负有功的角度可以间接校核电力系统稳定器模型参数的正确性，具有对实时数据精度依赖低、校核精度高等优点。

Description

一种利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的 方法
技术领域
本发明涉及电力系统机网协调领域，具体涉及一种利用PSS补偿角校核电力系统稳定器模型参数的方法。
背景技术
电力系统稳定器是自动电压调节器的附加控制功能，作为抑制电力系统低频振荡的有效措施，在国内外得到了广泛应用。电力系统的仿真计算精度依赖于电网元件模型参数，其中发电机组的电力系统稳定器模型参数是最重要的电网元件模型参数之一。新建机组投产或投运机组励磁系统改造后，一般由省级电科院现场进行PSS试验，获取机组无补偿相频特性数据，并由此配置合理的PSS参数，作为电力系统仿真计算的入库数据。
由于生产运维、设备性能等原因，电力系统稳定器的模型参数在机组运行中可能会发生变化，为了及时发现励磁模型参数可能出现的变化，所以有必要提出能够对励磁模型参数在线校核的方法。
发明内容
本发明目的是提供了一种利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，对实时数据精度依赖低、校核精度高等优点。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
1)机组投产或励磁系统改造时，对机组进行PSS试验，获取机组的无补偿相频特性，并由此配置PSS参数；
2)将PSS试验中获取的0.1～2HZ范围内的机组无补偿相频特性角度和PSS补偿后转矩滞后负有功的角度存储在数据库中，分别记作
Figure BDA0002868020620000021
和
Figure BDA0002868020620000022
3)实时监测机组的有功功率、汽机主控数据，若监测到有功功率未出现震荡时，返回步骤2；当监测到有功功率出现振荡且汽机输入功率基本不变时，获取并存储出现振荡之后T时间内有功功率和PSS输出值，分别记作P(i)和Upss(i)；
4)求取PSS输出值Upss(i)滞后于有功功率采样值P(i)的相位，及所对应的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度；
5)将步骤4中计算得到的
Figure BDA0002868020620000023
与步骤2中的
Figure BDA0002868020620000024
进行对比，如果两者误差的绝对值小于阈值K，则认为PSS参数没有变化，入库模型参数正确，否则，判断PSS参数发生变化，入库模型参数变化；
优选的，所述步骤4中
Figure BDA0002868020620000025
计算步骤如下：
a)出现功率振荡后，获取的有功功率和PSS输出信号，分析振荡的有功功率数据，找出振荡过程中有功功率的极值点A1、A2、A3、A4；
b)从步骤a中的极值点找出变化最大的极大值和极小值，即A1点和A2点；
c)计算有功振荡的周期，采样频率为f，A1与A3点之间数据个数为m个，则振荡周期T＝(1+m)/f；
d)计算实时监测到的PSS输出信号滞后有功功率的角度：识别PSS输出曲线的极值点，并将距离A1点最近的PSS输出曲线极值点记作B点，计算B点滞后A1的个数a，若B点超前A1点则记为-a，若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极小值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极大值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure BDA0002868020620000026
若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极大值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极小值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure BDA0002868020620000027
e)查阅步骤2中PSS试验的配置参数得到1/THZ处对应的无补偿相频特性角度
Figure BDA0002868020620000028
f)计算实时监测的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度
Figure BDA0002868020620000029
优选的，所述步骤3中时间T取5S，所述步骤5中阈值K取为10°。
本发明的优点在于：电力系统稳定器PSS输出值滞后有功功率的相位由电力系统稳定器的模型参数决定，通过在线计算PSS输出值滞后有功功率的相位可以间接校核电力系统稳定器模型参数的正确性，具有对实时数据精度依赖低、校核精度高等优点。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明的利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数方法的流程图。
图2为PSS试验时确定的机组无补偿相频特性值
Figure BDA0002868020620000031
及PSS补偿后转矩滞后负有功的角度值
Figure BDA0002868020620000032
图3为计算PSS输出信号滞后有功功率角度的方法示意图。
图4为校核结果展示图。
图中：1入库角度，2校核角度。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
一种利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，包括以下步骤：
1)机组投产或励磁系统改造时，对机组进行PSS试验，获取机组的无补偿相频特性，并由此配置PSS参数使得PSS补偿后产生的电磁转矩相位符合要求；
2)将PSS试验中获取的0.1～2HZ范围内的机组无补偿相频特性角度和PSS补偿后转矩滞后负有功的角度存储在数据库中，分别记作
Figure BDA0002868020620000041
和
Figure BDA0002868020620000042
3)实时监测机组的有功功率、汽机主控数据，若监测到有功功率未出现震荡时，返回步骤2；当监测到有功功率出现振荡且汽机输入功率基本不变时，获取并存储出现振荡之后T时间内有功功率和PSS输出值，分别记作P(i)和Upss(i)；
4)求取PSS输出值Upss(i)滞后于有功功率采样值P(T)的相位，及所对应的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度，具体求解过程如下：
a)出现功率振荡后，获取的有功功率和PSS输出信号如图1所示，分析振荡的有功功率数据，找出振荡过程中有功功率的极值点A1、A2、A3、A4；
b)从步骤a中的极值点找出变化最大的极大值和极小值，如图1所示的A1点和A2点；
c)计算有功振荡的周期，采样频率为f，A1与A3点之间数据个数为m个，则振荡周期T＝(1+m)/f；
d)计算实时监测到的PSS输出信号滞后有功功率的角度：识别PSS输出曲线的极值点，并将距离A1点最近的PSS输出曲线极值点记作B点，计算B点滞后A1的个数a，若B点超前A1点则记为-a，若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极小值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极大值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure BDA0002868020620000043
若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极大值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极小值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure BDA0002868020620000051
e)查阅步骤2中PSS试验的配置参数得到1/T HZ处对应的无补偿相频特性角度
Figure BDA0002868020620000052
f)计算实时监测的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度
Figure BDA0002868020620000053
5)将步骤4中计算得到的
Figure BDA0002868020620000054
与步骤2中的
Figure BDA0002868020620000055
进行对比，如果两者误差的绝对值小于阈值K，则认为PSS参数没有变化，入库模型参数正确，否则，判断PSS参数发生变化，入库参数模型变化，K取为10°。
6)将校核的结果在功能界面进行展示，如图4所示，P轴和W轴分别表示有功功率轴和转速轴，入库角度1为步骤2入库时转矩滞后负有功的角度，校核角度2为实时监测的转矩滞后负有功的角度，W轴两侧的空白区域表示上述角度可允许的误差范围，如果校核角度2的线在空白区域内，则认为PSS参数没有变化。

Claims (3)

1.一种利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：机组投产或励磁系统改造时，对机组进行PSS试验，获取机组的无补偿相频特性，并由此配置PSS参数；
步骤2：将PSS试验中获取的0.1～2HZ范围内的机组无补偿相频特性角度和PSS补偿后转矩滞后负有功的角度存储在数据库中，分别记作
Figure FDA0003793715060000011
和
Figure FDA0003793715060000012
i＝1,2…20；
步骤3：实时监测机组的有功功率、汽机主控数据，若监测到有功功率未出现震荡时，返回步骤2；当监测到有功功率出现振荡且汽机输入功率基本不变时，获取并存储出现振荡之后T时间内有功功率和PSS输出值，分别记作P(i)和Upss(i)；
步骤4：求取PSS输出值Upss(i)滞后于有功功率采样值P(i)的相位，及所对应的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度
Figure FDA0003793715060000013
步骤5：将步骤4中计算得到的
Figure FDA0003793715060000014
与步骤2中的
Figure FDA0003793715060000015
进行对比，如果两者误差的绝对值小于阈值K，则PSS参数没有变化，入库模型参数正确，否则，判断PSS参数发生变化，入库模型参数变化。
2.根据权利要求1所述的利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，其特征在于，所述步骤4中
Figure FDA0003793715060000016
计算步骤如下：
步骤a：出现功率振荡后，获取的有功功率和PSS输出信号，分析振荡的有功功率数据，找出振荡过程中有功功率的极值点A1、A2、A3、A4；
步骤b：从步骤a中的极值点找出变化最大的极大值和极小值，即A1点和A2点；
步骤c：计算有功振荡的周期，采样频率为f，A1与A3点之间数据个数为m个，则振荡周期T＝(1+m)/f；
步骤d：计算实时监测到的PSS输出信号滞后有功功率的角度：识别PSS输出曲线的极值点，并将距离A1点最近的PSS输出曲线极值点记作B点，计算B点滞后A1的个数a，若B点超前A1点则记为-a，若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极小值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极大值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure FDA0003793715060000017
若A1点为有功功率的极大值点，B点为PSS输出的极大值点或A1点为有功功率的极小值点，B点为PSS输出的极小值点，则PSS输出滞后有功功率的角度记为
Figure FDA0003793715060000021
步骤e：查阅步骤2中PSS试验的配置参数得到1/THZ处对应的无补偿相频特性角度
Figure FDA0003793715060000022
步骤f：计算实时监测的PSS补偿后转矩滞后负有功的角度
Figure FDA0003793715060000025
Figure FDA0003793715060000024
3.根据权利要求1所述的利用PSS补偿角在线校核电力系统稳定器模型参数的方法，其特征在于，所述步骤3中时间T取5S，所述步骤5中阈值K取为10°。
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