CN113156232B - 励磁调节装置入网检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种励磁调节装置入网检测系统，其包括：发电机仿真模块，其与待检测的励磁调节装置连接，用于模拟发电机组稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化；相量测量模块，其与发电机仿真模块连接，用以采集发电机仿真模块的实时电气参数；第一判断模块和第二判断模块。本发明可模拟励磁调节装置在火电、水电或风电全景模型正常、异常或故障工况下，励磁定值整定的逻辑及动作的可靠性将定值误整定、机组与厂用电系统失配、涉网定值配合等存在的问题提前在事故未发生前就暴露出来，保证机组安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及电网设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种励磁调节装置入网检测系统。
背景技术
随着电力系统的发展，在不断改善和提高电力系统运行的动态品质和安全稳定的要求中，在协调各电压调节设备的控制、实现对电力系统电压的有效控制中，励磁调节器起着关键的作用。励磁调节器性能的好坏，直接决定着电力系统的性能。当前电力调度机构在其所管辖范围内发电厂的并网运行管理规定中对励磁系统的性能要求提出了明确的评价标准。而目前机组励磁系统的性能参数指标基本都是由发电厂自行上报，再由运行管理机构对其进行评价的，这样的评价方式和结果显然缺乏准确性。而由于电网系统及电厂的相关设备繁多且控制特性复杂，考虑检测试验安全因素，不可能将实际的励磁调节器装置接入真实的发电机及电力系统进行检测试验，因此急需一种励磁调节装置入网检测系统。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种励磁调节装置入网检测系统，包括：
发电机仿真模块，其与待检测的励磁调节装置连接，用于模拟发电机组稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化；
相量测量模块，其与发电机仿真模块连接，用以采集发电机仿真模块的实时电气参数；
第一判断模块，其与相量测量模块连接，用于获取所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数，并与第一判断模块内预设的第一电气参数阈值进行比较，所述预设的第一电气参数阈值范围包括第一最低阈值和第一最高阈值，若所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数小于第一最低阈值或大于第一最高阈值，则判断发电机仿真模块出现扰动，待检测的励磁调节装置需要做出动作，所述第一判断模块输出第一信号；
第二判断模块，其与待检测的励磁调节装置、所述相量测量模块和第一判断模块分别连接，用于获取第一信号及其发出的时间点，所述第二判断模块还用于获取待检测的励磁调节装置发出调节信号的时间点，并对比第一信号的发出时间点和调节信号的发出时间点，若两者不同，则输出报警信号，若两者相同，所述第二判断模块还用于获取相量测量模块采集的扰动后经励磁调节恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数及恢复稳态的时间点，并将恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数与第二电气参数阈值进行比较，所述预设的第二电气参数阈值范围包括第二最低阈值和第二最高阈值，同时将发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值与预设的第三阈值进行比较，若恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数小于第二最低阈值或大于第二最高阈值，或者发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值大于预设的第三阈值，则输出报警信号。
优选的是，还包括：
信号处理模块，其与所述待检测的励磁调节装置和发电机仿真模块分别连接，用于结接收所述待检测的励磁调节装置的调节信号，再进行滤波、调幅处理并输出给发电机仿真模块，所述信号处理模块还用于接收发电机仿真模块发出的反馈信号，并对反馈信号进行录波，显示波形。
优选的是，所述第二判断模块判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行的方法包括：每隔预设时长从相量测量模块获取一次发电机仿真模块的实时电气参数，一段时间后对采集的实时电气参数做线性回归运算，若实时电气参数的残差在预设范围内，则判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行，并将采集实时电气参数的第一个时间点作为恢复稳态的时间点。
优选的是，还包括：
一次设备电磁仿真模块，其与所述发电机仿真模块连接，用于模拟一次设备稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化。
优选的是，所述发电机仿真模块的实时电气参数包括：机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流。
优选的是，所述相量测量模块包括具有两级滤波功能的同步电压采集电路。
本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种发电侧全景实时仿真闭环系统，通过将待检测的励磁调节装置接入该发电侧全景实时仿真闭环系统，可模拟励磁调节装置在火电、水电或风电全景模型正常、异常或故障工况下，励磁定值整定的逻辑及动作的可靠性将定值误整定、机组与厂用电系统失配、涉网定值配合等存在的问题提前在事故未发生前就暴露出来，保证机组安全稳定运行，同时通过信号处理模块对发电机仿真模块的反馈信号进行录波，可波形回放，明确装置动作的可靠性，若录波结果存在故障波形，可同已知的故障波形进行比对，进行快速故障定位。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述励磁调节装置入网检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种励磁调节装置入网检测系统，包括：
发电机仿真模块，其与待检测的励磁调节装置连接，用于模拟发电机组稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化；
这里所述的发电机仿真模块是基于图模库一体化技术，根据实际的发电机系统结构，采用图形化的方式建立数学模型，可以对发电机设备参数进行编辑或修改，从而对发电机系统运行情况进行完整的仿真模拟。
相量测量模块，其与发电机仿真模块连接，用以采集发电机仿真模块的实时电气参数；
这里的相量测量模块包括同步电压采集电路个同步电流采集电路，用于采集发电机仿真模块的机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流等数据。
第一判断模块，其与相量测量模块连接，用于获取所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数，并与第一判断模块内预设的第一电气参数阈值进行比较，所述预设的第一电气参数阈值范围包括第一最低阈值和第一最高阈值，若所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数小于第一最低阈值或大于第一最高阈值，则判断发电机仿真模块出现扰动，待检测的励磁调节装置需要做出动作，所述第一判断模块输出第一信号；
第二判断模块，其与待检测的励磁调节装置、所述相量测量模块和第一判断模块分别连接，用于获取第一信号及其发出的时间点，所述第二判断模块还用于获取待检测的励磁调节装置发出调节信号的时间点，并对比第一信号的发出时间点和调节信号的发出时间点，若两者不同，则输出报警信号，若两者相同，所述第二判断模块还用于获取相量测量模块采集的扰动后经励磁调节恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数及恢复稳态的时间点，并将恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数与第二电气参数阈值进行比较，所述预设的第二电气参数阈值范围包括第二最低阈值和第二最高阈值，同时将发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值与预设的第三阈值进行比较，若恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数小于第二最低阈值或大于第二最高阈值，或者发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值大于预设的第三阈值，则输出报警信号。
上述实施例中实际上是构成一种发电侧全景实时仿真闭环系统，通过将待检测的励磁调节装置接入该发电侧全景实时仿真闭环系统，可模拟励磁调节装置在火电、水电或风电全景模型正常、异常或故障工况下，励磁定值整定的逻辑及动作的可靠性将定值误整定、机组与厂用电系统失配、涉网定值配合等存在的问题提前在事故未发生前就暴露出来，保证机组安全稳定运行。
上述实施例在使用过程中，通过设置第一判断模块和第二判断模块，在第一判断模块中通过对比励磁调节信号的发出时间点和发电机仿真模块出现异常的时间点，可知晓励磁调节装置的动作响应是否灵敏，若不灵敏可检查励磁调节装置的定值设置是否偏大或者偏小，抑或励磁调节装置的动作响应失灵。而在第二判断模块中通过对比发电机仿真模块恢复稳态运行的实时电气参数与第二电气参数阈值，可知晓励磁调节装置的动作结果是否达到设计要求，通过对比发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值与第三阈值，可知晓励磁调节装置的动作响应从发生至产生相应结果的时间是否满足设计要求，上述入网检测系统对励磁调节装置的故障判定分两次进行，可在励磁调节装置第一次判定出现故障时，不进行第二次判定，大大减少了系统计算量，同时针对不同判断模块的报警信号，可明确区分故障原因，更方便工作人员对励磁调节装置维修。
在另一实施例中，还包括：
信号处理模块，其与所述待检测的励磁调节装置和发电机仿真模块分别连接，用于结接收所述待检测的励磁调节装置的调节信号，再进行滤波、调幅处理并输出给发电机仿真模块，所述信号处理模块还用于接收发电机仿真模块发出的反馈信号，并对反馈信号进行录波，显示波形。
上述实施例通过信号处理模块对发电机仿真模块的反馈信号进行录波，可波形回放，明确装置动作的可靠性，若录波结果存在故障波形，可同已知的故障波形进行比对，进行快速故障定位。
在另一实施例中，所述第二判断模块判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行的方法包括：每隔预设时长从相量测量模块获取一次发电机仿真模块的实时电气参数，一段时间后对采集的实时电气参数做线性回归运算，若实时电气参数的残差在预设范围内，则判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行，并将采集实时电气参数的第一个时间点作为恢复稳态的时间点。通过上述方法可准确判定发电机仿真模块恢复稳态运行的时间，有利于提高入网检测系统的检测准确性。
在另一实施例中，还包括：
一次设备电磁仿真模块，其与所述发电机仿真模块连接，用于模拟一次设备稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化，这里的一次设备指不包含发电机的其他组网一次设备。通过继续接入一次设备电磁仿真模块，可使上述实施例中的入网检测系统更完全的模拟发电侧全景，可更全面的反应励磁调节装置的调节功能对后续除发电机外其他一次设备的影响。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，包括：
发电机仿真模块，其与待检测的励磁调节装置连接，用于模拟发电机组稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化；
相量测量模块，其与发电机仿真模块连接，用以采集发电机仿真模块的实时电气参数；
第一判断模块，其与相量测量模块连接，用于获取所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数，并与第一判断模块内预设的第一电气参数阈值进行比较，所述预设的第一电气参数阈值范围包括第一最低阈值和第一最高阈值，若所述相量测量模块采集到的发电机仿真模块的实时电气参数小于第一最低阈值或大于第一最高阈值，则判断发电机仿真模块出现扰动，待检测的励磁调节装置需要做出动作，所述第一判断模块输出第一信号；
第二判断模块，其与待检测的励磁调节装置、所述相量测量模块和第一判断模块分别连接，用于获取第一信号及其发出的时间点，所述第二判断模块还用于获取待检测的励磁调节装置发出调节信号的时间点，并对比第一信号的发出时间点和调节信号的发出时间点，若两者不同，则输出报警信号，若两者相同，所述第二判断模块还用于获取相量测量模块采集的扰动后经励磁调节恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数及恢复稳态的时间点，并将恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数与第二电气参数阈值进行比较，所述预设的第二电气参数阈值范围包括第二最低阈值和第二最高阈值，同时将发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值与预设的第三阈值进行比较，若恢复稳态运行的发电机仿真模块实时电气参数小于第二最低阈值或大于第二最高阈值，或者发电机仿真模块恢复稳态运行的时间点与调节信号发出的时间点的差值大于预设的第三阈值，则输出报警信号。
2.如权利要求1所述的励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，还包括：
信号处理模块，其与所述待检测的励磁调节装置和发电机仿真模块分别连接，用于接收所述待检测的励磁调节装置的调节信号，再进行滤波、调幅处理并输出给发电机仿真模块，所述信号处理模块还用于接收发电机仿真模块发出的反馈信号，并对反馈信号进行录波，显示波形。
3.如权利要求1所述的励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，所述第二判断模块判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行的方法包括：每隔预设时长从相量测量模块获取一次发电机仿真模块的实时电气参数，一段时间后对采集的实时电气参数做线性回归运算，若实时电气参数的残差在预设范围内，则判定所述发电机仿真模块恢复稳态运行，并将采集实时电气参数的第一个时间点作为恢复稳态的时间点。
4.如权利要求1所述的励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，还包括：
一次设备电磁仿真模块，其与所述发电机仿真模块连接，用于模拟一次设备稳态运行及出现扰动时运行的电气参数变化。
5.如权利要求1所述的励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，所述发电机仿真模块的实时电气参数包括：机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流。
6.如权利要求4所述的励磁调节装置入网检测系统，其特征在于，所述相量测量模块包括具有两级滤波功能的同步电压采集电路。
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