RU2521768C2 - Способ выявления источника синхронных колебаний - Google Patents
Способ выявления источника синхронных колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521768C2 RU2521768C2 RU2012130978/07A RU2012130978A RU2521768C2 RU 2521768 C2 RU2521768 C2 RU 2521768C2 RU 2012130978/07 A RU2012130978/07 A RU 2012130978/07A RU 2012130978 A RU2012130978 A RU 2012130978A RU 2521768 C2 RU2521768 C2 RU 2521768C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- oscillations
- source
- fluctuations
- reactive power
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Область применения - в системах оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения (СВ) генераторов электростанций. Технический результат - выявление источника возникновения электромеханических синхронных колебаний в диапазоне частот от одной десятой до нескольких Гц, то есть определение генератора с АРВ, неправильная или неэффективная настройка каналов стабилизации которого (в случае АРВ сильного действия) или неисправность (в случае АРВ пропорционального типа) является причиной их возникновения или развития. Критерием определения источника синхронных колебаний является значение фазового сдвига синхронных колебаний реактивной мощности Qг и действующего значения напряжения генератора Uг. Если колебания реактивной мощности и напряжения генератора синфазны или колебания реактивной мощности опережают колебания напряжения генератора на величину не более заданной, выделенный генератор - источник синхронных колебаний. Генератор, являющийся источником межмашинных колебаний генераторов одной электростанции - выделяют по минимальной величине разности фаз колебаний реактивной мощности и колебаний действующего значения напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения (СВ) генераторов электростанций.
Уровень техники
Развитие электроэнергетических систем в Российской Федерации идет по пути объединения на параллельную работу энергосистем, мощных электростанций и крупных потребителей электроэнергии, расположенных на обширных территориях, связанных протяженными линиями электропередачи, с организацией централизованного оперативно-диспетчерского управления. Устойчивая и надежная параллельная работа российских энергосистем во многом зависит от правильной и эффективной работы СВ и АРВ. Существенным фактором, снижающим системную надежность, является отсутствие оперативных средств контроля функционирования СВ и АРВ, которые бы обеспечили выполнение объективного анализа их работы.
Одним из известных последствий некорректной работы АРВ является возникновение незатухающих синхронных колебаний низкой частоты в энергосистеме и связанное с этим возможное нарушение устойчивости, а также межмашинных, внутригрупповых колебаний генераторов в пределах одной электростанции и, как следствие, внутригрупповая неустойчивость.
Известен метод анализа колебаний низкой частоты, реализованный системой, содержащей систему мониторинга переходных режимов (СМПР), динамическую систему раннего оповещения и систему с человеко-машинным интерфейсом, в которой данные режима с синхронными колебаниями низкой частоты, получаемые СМПР, периодически передаются в режиме реального времени в динамическую систему раннего оповещения, преобразующую полученные данные во входной файл для расчета устойчивости при малом возмущении и осуществляющую расчет. Полученные результаты передаются обратно в СМПР и далее в систему с человеко-машинным интерфейсом. Таким образом, достигается раннее оповещение о возможном нарушении устойчивости при возникновении малого возмущения в энергосистеме при текущем (измеряемом) режиме [1].
Однако предложенный метод и реализующая его система не позволяют выявить источник низкочастотных колебаний (генератор и/или электростанцию), что необходимо для принятия диспетчером необходимых по объему мер воздействия для предотвращения нарушения устойчивости.
Известен также метод «Оn-line тестирования и диагностики системного стабилизатора» [2], согласно которому предложен способ on-line тестирования эффективности и работоспособности системы возбуждения синхронного генератора (включая регулятор напряжения и системный стабилизатор).
Тестирование предлагается проводить двумя способами: подачей на вход системного стабилизатора сигнала, представляющего собой синусоидальные колебания с частотой 0.5 Гц и ступенчатым изменением уставки регулятора напряжения, позволяющим инициировать колебания в энергосистеме. Специальная анализирующая система регистрирует отклик системы возбуждения на указанные воздействия и выдает заключение о ее работоспособности (или неработоспособности).
Однако известный способ предполагает включение в состав системного стабилизатора дополнительного устройства - электрического преобразователя, который генерирует дополнительные искусственные тестовые сигналы определенного типа для реализации процедуры проверки в условиях текущей эксплуатации АРВ. Такая процедура, кроме того, связана с рисками нежелательных нарушений в процессе нормальной эксплуатации.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является выявление, по данным текущего мониторинга напряжения и реактивной мощности генератора, источника возникновения электромеханических синхронных колебаний в диапазоне частот от одной десятой до нескольких Гц, то есть определение генератора с АРВ, неправильная или неэффективная настройка каналов стабилизации которого (в случае АРВ сильного действия) или неисправность (в случае АРВ пропорционального типа) является причиной их возникновения или развития.
Критерием определения генератора - источника синхронных колебаний является значение фазового сдвига синхронных колебаний реактивной мощности Qг и действующего значения напряжения генератора Uг. Если колебания реактивной мощности и напряжения генератора синфазны или колебания реактивной мощности опережают колебания напряжения генератора на величину не более заданной, выделенный генератор - источник синхронных колебаний.
Если вышеуказанный критерий фиксируется у нескольких генераторов в пределах одной электростанции, то это свидетельствует о возникновении на этой электростанции межмашинных, внутригрупповых колебаний. Генератор, являющийся источником межмашинных колебаний, выделяется среди генераторов, участвующих в межмашинных колебаниях, по величине фазового сдвига синхронных колебаний реактивной мощности Qг и действующего значения напряжения Uг генератора - «аварийный генератор» характеризуется минимальным фазовым сдвигом.
Сущность предлагаемого способа заключается в использовании (мониторинге) штатных параметров генератора от имеющихся в энергосистеме регистраторов различных типов в процессе текущей эксплуатации - в эксплуатационном режиме работы энергосистемы измеряют мгновенные значения фазных напряжений и токов генераторов; для каждого генератора с заданной периодичностью вычисляют средние значения параметров электрического режима: действующее значение напряжения генератора Uг и реактивную мощность генератора Qг выявляют генератор, являющийся источником незатухающих синхронных колебаний в диапазоне от одной десятой до нескольких Гц, по указанным выше критериям.
Осуществление изобретения
Регулятор возбуждения синхронного генератора, не являющегося источником незатухающих синхронных колебаний низкой частоты, будет препятствовать возникшим колебаниям напряжения на статоре. Таким образом, колебания реактивной мощности генератора будут обусловлены колебаниями напряжения генератора и поэтому колебания реактивной мощности будут находиться в противофазе или отставать по фазе от колебаний соответствующего напряжения на величину не более заданной (находятся в одном квадранте).
Предположим результаты измерения параметров на выходе генераторов от штатной системы регистрации передаются на вычислитель Qг и Uг и далее на анализатор их фазового сдвига. Если колебания Qг и Uг у какого-либо генератора синфазны (фазовый сдвиг равен нулю) или колебания Qг по фазе опережают колебания Uг на величину не более заданной (находятся в одном квадранте), то выдается сигнал, что данный генератор - источник электромеханических синхронных низкочастотных колебаний в диапазоне от одной десятой до нескольких Гц,
Предлагаемый способ выявления источника синхронных электромеханических колебаний был опробован и подтвержден тестовыми расчетами с использованием цифровой динамической модели энергосистемы.
Цифровая динамическая модель представлена на фиг.1. Она включает шесть генераторов. Генераторы 1-3 моделируют ГРЭС, генератор 4 - АЭС, генератор 5 - ГЭС. Генератор 6 является моделью мощной концентрированной энергосистемы.
На генераторах №3, 4, 5 и 6 заданы медленно действующие системы возбуждения и АРВ пропорционального типа.
Генераторы №1 и 2 полностью идентичны и оснащены быстродействующими тиристорными системами возбуждения и АРВ сильного действия по структуре, аналогичными модельным аналоговым регуляторам типа АРВ-СД.
Результаты тестирования при возникновении в энергосистеме колебаний частотой 0,625 Гц представлены осциллограммами на фиг.2. У генератора Г1 (виновника электромеханических колебаний) колебания Qг и Uг практически синфазны, у генератора Г2 (с правильно настроенным АРВ) Qг и Uг находятся практически в противофазе.
На фиг.3 представлены осциллограммы при возникновении межмашинных колебаний на частоте 1.7 Гц внутри группы генераторов Г1 -Г2: генератор с неправильно настроенным АРВ (Г1) характеризуется меньшим фазовым сдвигом колебаний Qг и Uг при фиксации фазового сдвига менее заданного порогового значения (90° эл.) у двух генераторов группы.
Предлагаемый способ выявления источника синхронных колебаний был реализован в макете разработанного для ОАО «СО ЕЭС» программно-аппаратного комплекса «Система мониторинга системных регуляторов» (СМСР), который прошел апробацию в условиях физической модели энергосистемы и показал работоспособность и эффективность предложенных алгоритмов.
Источники информации
1. «А low frequency oscillation integrated analysis method and its system)), EP 2302754 (A), 2009.
2. US 4741023 (A), 1988. «On-line test and diagnostic system for power system stabilizer».
Claims (2)
1. Способ выявления источника синхронных колебаний в эксплуатационном режиме работы энергосистемы, заключающийся в том, что для каждого генератора измеряют мгновенные значения фазных напряжений и токов; затем с заданной периодичностью вычисляют параметры электрического режима: действующее значение напряжения и реактивную мощность, вычисляют разность фаз между колебаниями реактивной мощности и колебаниями действующего значения напряжения и выявляют генератор, являющийся источником колебаний, если у него колебания реактивной мощности и колебания действующего значения напряжения синфазны или колебания реактивной мощности опережают по фазе колебания действующего значения напряжения на величину не более заданной.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выявляют генератор, являющийся источником межмашинных колебаний генераторов одной электростанции по минимальной величине разности фаз колебаний реактивной мощности и колебаний действующего значения напряжения.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130978/07A RU2521768C2 (ru) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Способ выявления источника синхронных колебаний |
EA201201071A EA017981B1 (ru) | 2012-07-20 | 2012-08-30 | Способ выявления источника синхронных колебаний |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130978/07A RU2521768C2 (ru) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Способ выявления источника синхронных колебаний |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012130978A RU2012130978A (ru) | 2014-01-27 |
RU2521768C2 true RU2521768C2 (ru) | 2014-07-10 |
Family
ID=47427516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012130978/07A RU2521768C2 (ru) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Способ выявления источника синхронных колебаний |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA017981B1 (ru) |
RU (1) | RU2521768C2 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109066819B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-08-20 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种基于案件推理的配电网的无功优化方法 |
CN114396353B (zh) * | 2021-12-18 | 2023-11-10 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种水轮机调速器功率振荡判断方法和*** |
CN115498652B (zh) * | 2022-05-30 | 2024-04-30 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | 基于cps的综合能源园区电能质量控制方法及*** |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1107216A1 (ru) * | 1983-01-13 | 1984-08-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Электроагрегатов И Передвижных Электростанций | Способ автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллельной работе с сетью и устройство дл его осуществлени |
RU2316098C1 (ru) * | 2006-06-20 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пассат" (ООО "Пассат") | Способ выявления асинхронного режима в энергосистеме |
EA201071387A1 (ru) * | 2008-09-27 | 2011-10-31 | Стейт Грид Корпорейшн Оф Чайна | Способ и система для всестороннего анализа низкочастотных колебаний |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU824366A1 (ru) * | 1979-07-04 | 1981-04-23 | Научно-Исследовательский Институтпостоянного Toka | Способ сохранени устойчивостиэНЕРгОСиСТЕМ и уСТРОйСТВО дл ОСущЕСТВлЕНи эТОгО СпОСОбА |
EP1489714B1 (en) * | 2003-06-21 | 2008-01-02 | Abb Research Ltd. | Detecting electromechanical oscillations in power systems |
RU2339144C1 (ru) * | 2007-07-19 | 2008-11-20 | Юрий Владимирович Шаров | Способ улучшения динамической устойчивости и демпфирования колебаний электроэнергетических систем и устройство для его осуществления |
WO2011015247A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Abb Research Ltd | Power or voltage oscillation damping in a power transmission system |
DK2594004T3 (en) * | 2010-09-28 | 2015-03-30 | Siemens Ag | The damping of the power oscillation by means of an inverter-based power generation device |
-
2012
- 2012-07-20 RU RU2012130978/07A patent/RU2521768C2/ru active
- 2012-08-30 EA EA201201071A patent/EA017981B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1107216A1 (ru) * | 1983-01-13 | 1984-08-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Электроагрегатов И Передвижных Электростанций | Способ автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллельной работе с сетью и устройство дл его осуществлени |
RU2316098C1 (ru) * | 2006-06-20 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пассат" (ООО "Пассат") | Способ выявления асинхронного режима в энергосистеме |
EA201071387A1 (ru) * | 2008-09-27 | 2011-10-31 | Стейт Грид Корпорейшн Оф Чайна | Способ и система для всестороннего анализа низкочастотных колебаний |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201201071A1 (ru) | 2012-12-28 |
RU2012130978A (ru) | 2014-01-27 |
EA017981B1 (ru) | 2013-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Derviškadić et al. | Under frequency load shedding based on PMU estimates of frequency and ROCOF | |
US9772642B2 (en) | Method of determining remedial control actions for a power system in an insecure state | |
CN103529418A (zh) | 电力***同步相量测量装置动态测试方法及装置 | |
CA2911753A1 (en) | Methods and apparatus for detection of transient instability and out-of-step conditions by state deviation | |
EP2312719A1 (en) | Investigating timing reliability in relation to control of a power transmission system | |
RU2521768C2 (ru) | Способ выявления источника синхронных колебаний | |
US10948527B2 (en) | Power system detection of sustained oscillations based on synchrophasor frequency measurements | |
Oerter et al. | Experience with first smart, autonomous LV-grids in Germany | |
JP5020508B2 (ja) | 地絡方向検出装置 | |
Zweigle et al. | Adding shaft angle measurement to generator protection and monitoring | |
US10958099B2 (en) | Real-time electrical grid restoration | |
CN108536116B (zh) | 一种调速***的测试方法及*** | |
Asprou et al. | The use of a PMU-based state estimator for tracking power system dynamics | |
KR20170080383A (ko) | 전력 주파수 조정을 위한 에너지 저장 시스템 및 전력 주파수 조정 방법 | |
RU2508591C1 (ru) | Устройство для выявления источника синхронных колебаний | |
Antunes et al. | Voltage sag detection methods based on synchronized phasor measurements using rtds | |
JP2016052136A (ja) | 単独運転検出機能評価試験装置 | |
CN108267689B (zh) | 发电机组的调速***的阻尼极性判别方法、*** | |
JP2017116480A (ja) | 電力量計 | |
RU2564539C1 (ru) | Система определения синхронизирующей мощности синхронной машины | |
Abhinav et al. | Application of a testing platform to characterize dynamic monitoring systems for distribution grids | |
RU2509333C1 (ru) | Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электростанции | |
Perera et al. | Protection for sub synchronous torsional interaction conditions using an industrial sub-harmonic relay | |
Chakrabarti et al. | Fault detection in synchrophasor system by using Phasor Measuring Unit | |
KR20160079964A (ko) | 온라인 발전기 고장 파급 시스템의 안정도 마진을 산정하기 위한 장치 및 그 방법 |