CN102545756A - 一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法，属于电力***技术领域，所述方法包括：获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形；通过施加相同的扰动获取实时数字仿真设备构建的励磁调节器模型的目标物理量第二波形；以所述目标物理量第一波形为参照，调节所述目标物理量第二波形；当所述目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致时，获取所述励磁调节器模型中的目标参数。本发明的优点在于可以较准确的获得励磁调节器中的目标参数，为电网的计算提供有力依据，给电网的安全稳定提供基础。

Description

一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法

技术领域

本发明属于电力***技术领域，尤其涉及一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法。

背景技术

励磁调节器是发电机励磁***辅助限制环节的重要设备，可以提高电力***稳态和动态性能，并对同步发电机、同步调相机和大型同步电动机的励磁进行自动调节。由于其限制环节的特性对电网电压稳定、暂态稳定和小干扰稳定具有较大影响，所以需了解其参数特性。现有的方法是临时修改励磁辅环限制动作的整定参数，然后对励磁***施加小扰动，在正常工况下让励磁辅环动作，对其控制过程录波；基于录波数据，计算相关的动态特征指标，以此反推励磁***辅助控制环节的参数。

然而，由于发电机并没有真实处于励磁辅环动作所需要的工况条件中，虽然励磁辅环参与励磁***的控制调节中，其动作行为和实际情况不完全一致，会造成分析的不准确，从而无法获得准确的参数。同时现场测试有一定的危险性，可能造成机组跳闸停运，甚至是一次主设备的损坏。

发明内容

为了解决现有技术由于励磁辅助限制环节测试比较困难，其参数没有实测值，只能近似采用典型参数的问题，实现获取发电机励磁***辅助限制环节参数的目的，本发明实施例提供一种发电机励磁***辅助限制环节参数的方法，该方法通过仿真模型可以有效获得励磁调节器中的目标参数，为电网的计算提供有力依据，给电网的安全稳定提供基础。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法，所述方法包括：

获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形；

通过施加相同的扰动获取实时数字仿真设备构建的励磁调节器模型的目标物理量第二波形；

以所述目标物理量第一波形为参照，调节所述目标物理量第二波形；

当所述目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致时，获取所述励磁调节器模型中的目标参数。

为了有效检验出两波形一致，当波形相似度小于0.05时，目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致。

为了有效计算出波形相似度小于0.05，波形相似度通过以下公式计算获得：

$\frac{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}|U_{\mathrm{fRTDS}}\left(t\right)-U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)|}{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}\left|U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)\right|}$

其中：t₀为扰动发生的初始时间；t_S＝t₁+t₂，为扰动过程的调整时间；U_fRTDS为励磁调节器模型控制时的转子电压，U_fAVR为实际励磁调节器的转子电压。

本发明的优点在于可以较准确的获得励磁调节器中的目标参数，为电网的计算提供有力依据，给电网的安全稳定提供基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法的示意流程图。

图2为本发明实施例所提供的一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的***结构示意图。

图3为低励限制辅环结构模型示意图。

图4为低励限制辅环结构波形对比示意图。

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。

本发明实施例为一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的技术，主要以低励辅助限制环节为例说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法的示意流程图，该流程包括如下步骤：

101.获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形；

本步骤是获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形。比如对实际励磁***中励磁调节器施加扰动(阶跃扰动、短路扰动)，从而获取经扰动的目标物理量第一波形，该第一目标物理量可以包括多个目标物理量，比如Uta、Uf、无功测量值Q等。

如图2所示，图2为本发明实施例所提供的一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的***结构示意图。从图中可以看出实际励磁调节器即AVR(Automatic Voltage Regulator，例如ALSTOM公司的CONTROGEN)，其与AVR模型通过切换开关与获取波形的仪器相连。当需要执行本步骤时，开关设置在Uc处，从而导通包括实际AVR在内的闭环控制***，对实际AVR施加相应的扰动即可在示波器中获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形。

102.通过施加相同的扰动获取实时数字仿真设备构建的励磁调节器模型的目标物理量第二波形；

本发明实施例通过施加与步骤101相同的扰动来获取实时数字仿真设备构建的励磁调节器模型的目标物理量第二波形；虽然目标物理量与步骤101相同，但由于本步骤是通过励磁调节器模型输出的，所以波形不同。执行本步骤时，开关设置在U’c处，从而导通包括AVR模型在内的闭环控制***，对AVR模型施加相同的扰动即可在示波器中获取AVR模型的经扰动的目标物理量第二波形。

由于RTDS为公知的开放性建模平台，所以本领域技术人员完全可以根据实际AVR的电路及模块组成在RTDS中构建相应的AVR模型，以低励限制辅环结构的模型为例，当需要获取低励限制辅环中的参数时，如图3所示，图3为低励限制辅环结构模型示意图，输入为有功功率P，如果P大于330，则P被强制为330，如果P小于330，则P仍为原值。Q＝f(P)环节为函数查找表，它根据不同的P值找到对应的无功值，此无功值和电压Vt的平方相乘得到无功设定值Qref，无功设定值Qref加偏置1.9再减去实际无功测量值Q，结果再乘比例系数KUEL和1/353，所得结果和经过一阶滞后环1/(1+sTuel)的控制量VERR02相加，其结果经低励限制辅环功能投退开关到高通门后经限幅环节最终形成控制量VERR02，此控制量参与励磁调节器的控制作用，形成励磁辅环的动态响应过程。而输出的VERR02即包括目标物理量。

因此可以看出，本领域技术人员完全可以根据需要构建不同的AVR模型，虽然不同模型的组成不一样，但本发明获取AVR参数的方式都是相同的，比如还可以适用于过励限制辅环结构等，在此不再一一赘述。

103.以所述目标物理量第一波形为参照，调节所述目标物理量第二波形；

本步骤比较目标物理量第一波形和目标物理量第二波形，并以所述目标物理量第一波形为参照，调节所述目标物理量第二波形，使第二波形与第一波形一致。该调节具体可以是通过增益调节的方式调节波形。

104.当所述目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致时，获取所述励磁调节器模型中的目标参数。

当目标物理量第二波形调节至与目标物理量第一波形一致时，说明AVR模型所对应的第二波形与实际AVR输出波形基本一致，其相关参数也应基本相同，所以获取可以励磁调节器模型中的目标参数。本步骤可以通过波形相似度在判断两波形是否一致的，当波形相似度小于0.05时，目标物理量第二波形调节至与目标物理量第一波形一致。具体可以更改如下公式进行计算：假设ε为波形相似度，那么通过调整RTDS数字仿真励磁辅环限制的模型和参数，最终计算两条波形的相似度指标：

$\frac{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}|U_{\mathrm{fRTDS}}\left(t\right)-U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)|}{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}\left|U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)\right|}=\mathrm{\ϵ}$

其中：t₀为扰动发生的初始时间；

t_S＝t₁+t₂，为扰动过程的调整时间；

U_fRTDS为励磁调节器模型控制时的转子电压，U_fAVR为实际励磁调节器的转子电压，使得相似度指标ε小于0.05，从而确定RTDS辅环限制环节仿真模型和参数的准确性。

如图4所示，图4为低励限制辅环结构波形对比示意图，从图4中可以清楚看出当波形相似度小于0.05时，目标物理量Q、P、Uf以及Uta的两波形几乎相同。此时即可以获取所述励磁调节器模型中的目标参数。比如在低励模型中即可获取KUEL和Tuel参数。

由此可知，本发明通过在RTDS中建立AVR模型来将第二波形调节至于第一波形一致的方式确定实际AVR中的目标参数，从而在模型中获取目标参数达到较准确的获得励磁调节器中的目标参数的目的，，为电网的计算提供有力依据，给电网的安全稳定提供基础。

当然，以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的逻辑和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种获取发电机励磁***辅助限制环节参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取实际励磁***中励磁调节器的经扰动的目标物理量第一波形；

通过施加相同的扰动获取实时数字仿真设备构建的励磁调节器模型的目标物理量第二波形；

以所述目标物理量第一波形为参照，调节所述目标物理量第二波形；

当所述目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致时，获取所述励磁调节器模型中的目标参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当波形相似度小于0.05时，所述目标物理量第二波形调节至与所述目标物理量第一波形一致。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述波形相似度通过以下公式计算获得：

$\frac{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}|U_{\mathrm{fRTDS}}\left(t\right)-U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)|}{\underset{t=t_0}{\overset{t=t_S}{\mathrm{\Σ}}}\left|U_{\mathrm{fAVR}}\left(t\right)\right|}$

其中：t₀为扰动发生的初始时间；t_S＝t₁+t₂，为扰动过程的调整时间；U_fRTDS为励磁调节器模型控制时的转子电压，U_fAVR为实际励磁调节器的转子电压。

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