申请/专利权人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司

申请日：2018-12-08

公开（公告）日：2019-04-26

公开（公告）号：CN109683037A

主分类号：G01R31/00(2006.01)I

分类号：G01R31/00(2006.01)I;G01R31/34(2006.01)I

优先权：

专利状态码：失效-发明专利申请公布后的驳回

法律状态：2022.04.08#发明专利申请公布后的驳回;2019.05.21#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要：本发明属于电力系统稳定器试验方法的技术领域，尤其涉及一种基于CoCo‑80的电力系统稳定器试验方法。包括如下步骤：励磁控制系统无补偿相频特性测试、电力系统稳定器参数整定、增益及临界增益确定以及发电机负载阶跃试验以及反调试验。本发明解决了CoCo‑80在此项试验中的软件配置、接线方法以及如何使用CoCo‑80进行试验的问题。具有便于携带，电池工作时间长，完全能够满足试验需要的特点。可应用在所有发电厂的电力系统稳定器试验中，更加精确地测量和记录发电机励磁系统动态及静态的信号，更有效的进行发电机励磁调节器相频特性的测量，精确整定电力系统稳定器参数，更高效的验证电力系统稳定器对抑制低频振荡的作用。

主权项：1.一种基于CoCo‑80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于包括如下步骤：励磁控制系统无补偿相频特性测试、电力系统稳定器参数整定、增益及临界增益确定以及发电机负载阶跃试验以及反调试验。

全文数据：一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法技术领域本发明属于电力系统稳定器试验方法的技术领域，尤其涉及一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法。背景技术随着电力系统的高速发展和快速励磁系统的广泛应用，国内外的电力系统均出现了低频功率振荡现象。低频振荡可能引起联络线过流跳闸或系统与系统、机组与系统之间的失步解列，从而导致电网事故扩大化，严重影响电力系统的安全稳定运行，已经成为制约联络线输送功率极限提高的重要因素之一。为了抑制低频振荡，以发电机功率、发电机组的轴速度、发电机机端电压频率为信号的附加励磁控制装置——电力系统稳定器在系统中得到了广泛的应用，已为各国电力系统普遍接受和采用。随着电力系统稳定器的普遍应用，相应的试验研究也陆续开展起来，但当前试验所使用的动态信号分析仪Agilent-35670A设计于20年前，存在携带不便，测量动态范围等技术指标比较落后等问题。本发明针对上述问题，采用了CoCo-80作为电力系统稳定器的试验和分析平台。CoCo-80是一款功能强大、精度高、便于使用的手持式数据记录和动态信号分析仪，其实时信号分析方法丰富了分析试验数据的手段，在测试方法和数据处理等方面具有相当明显的优势。采用基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，可以更加精确地测量和记录发电机励磁系统动态及静态的信号，更有效的进行发电机励磁调节器相频特性的测量，能够精确整定电力系统稳定器参数，从而更高效的验证电力系统稳定器对抑制低频振荡的作用。发明内容本发明针对上述现有技术中存在的动态信号分析仪不便携带及技术指标落后等问题，提供了一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法。其目的是通过CoCo-80的运用来提高试验中数据测量的精度以及试验开展的便利程度，极大的提高了电力系统稳定器试验的效率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，包括如下步骤：励磁控制系统无补偿相频特性测试、电力系统稳定器参数整定、增益及临界增益确定以及发电机负载阶跃试验以及反调试验。所述励磁控制系统无补偿相频特性测试，包括：通过信号分析仪向励磁调节器中加入白噪声及相频特性的计算。所述电力系统稳定器参数整定，包括：三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数。所述增益及临界增益确定，包括：电力系统稳定器模型的增益和临界增益的确定。所述发电机负载阶跃试验，包括：电力系统稳定器投入与退出状态下的阶跃试验。所述反调试验，包括：发电机有功功率快速上升和下降状态下的反调抑制试验。所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，在具体操作时试验方法的具体操作步骤如下：首先进行试验接线，将发电机PT三相电压信号、发电机机端三相电流信号以及发电机励磁电压、励磁电流信号接入电量纪录分析仪，记录发电机的机端电压、有功功率、发电机励磁电压、励磁电流信号。CoCo-80的接线原理如图1所示，其输出端口所接的T型头一路接入通道ch1，另一路接入励磁调节器的输入端，输出的白噪声信号经过AVR、发电机等装置后接入通道ch2；然后，启动CoCo-80并配置包括频率响应界面的进入、频率范围的设定、输入通道的模式选择、信号源的选择以及重叠率的设置软件；随后开始进行试验，试验的第一项为励磁控制系统的无补偿相频特性测试，在电力系统稳定器退出运行的情况下将C0C0-80产生的白噪声信号加入到励磁调节器，控制发电机端电压波动小于1%；采用C0C0-80测量发电机励磁系统滞后相频特性，记录包括发电机在内的励磁系统在0.1-2.0Hz范围内的相频特性数据，即为励磁系统无补偿特性；之后进行电力系统稳定器参数整定，将无补偿相频特性的数据代入电力系统稳定器参数计算程序进行计算，可以得到投入电力系统稳定器后的相位补偿，从而得到三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数的整定值。接下来进行电力系统稳定器增益及临界增益确定，逐步增大电力系统稳定器的增益，观察励磁调节器的输出或发电机转子电压有无持续振荡，直至其出现微小且持续的振荡，此时的增益即为临界增益。当电力系统稳定器的输入信号为功率时，其增益可取临界增益的13～15，当输入信号为频率或转速时，增益可取临界增益的12～13；最后，整定后的电力系统稳定器参数需要通过负载阶跃试验以及反调试验来进行检验，通过观察电力系统稳定器对阶跃时刻有功功率振荡的抑制情况以及在有功功率快速变化过程中对无功功率反调的抑制情况来验证所得参数的正确性。本发明的优点及有益效果是：本发明涉及到CoCo-80在电力系统稳定器试验中的应用，解决了CoCo-80在此项试验中的软件配置、接线方法以及如何使用CoCo-80进行试验的问题。作为新一代电力系统稳定器试验和分析平台，CoCo-80的带电池重量只有1.7公斤，十分便于携带，且电池工作时间可达8个小时，完全能够满足试验需要；最多支持8个通道，且每个通道采样率均能达到102.4kHz，可以精确地测量和记录动态及静态信号，并且可以同时进行时域和频域的实时信号分析；动态范围平均130dB最大160dB，极高的动态范围使其不再需要为前端处理设置多个量程；所采用的可配置的信号分析技术为包括滤波和频谱分析在内的实时信号分析提供了与众不同的灵活性，从而使一台手持式仪器具有不断扩展的多样的功能。此外，CoCo-80根据电力系统稳定器试验要求增加了插值读取功能，即可一次性读取0.1Hz至3.0Hz的幅值及相位，更加方便试验的开展。本发明可应用在所有发电厂的电力系统稳定器试验中，通过此试验方法，可以更加精确地测量和记录发电机励磁系统动态及静态的信号，更有效的进行发电机励磁调节器相频特性的测量，能够精确整定电力系统稳定器参数，从而更高效的验证电力系统稳定器对抑制低频振荡的作用。附图说明为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，以下实施例用于说明本发明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。图1是在电力系统稳定器试验中CoCo-80的接线原理图；图2是电力系统稳定器试验的试验流程示意图。具体实施方式本发明是一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，所述的CoCo-80产自美国加利福尼亚州圣克拉拉县，是CRYSTALInstruments公司开发的一款功能强大、精度高、便于携带的用以在电力系统稳定器试验的无补偿相频特性测试中向励磁调节器提供白噪声并计算励磁控制系统的相频特性。本发明一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法包括如下步骤：励磁控制系统无补偿相频特性测试、电力系统稳定器参数整定、增益及临界增益确定、发电机负载阶跃试验以及反调试验。所述励磁控制系统无补偿相频特性测试，包括：通过信号分析仪向励磁调节器中加入白噪声及相频特性的计算。所述电力系统稳定器参数整定，包括：三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数的整定。所述增益及临界增益确定，包括：电力系统稳定器模型的增益和临界增益的确定。所述发电机负载阶跃试验，包括：电力系统稳定器投入与退出状态下的阶跃试验。所述反调试验，包括：发电机有功功率快速上升和下降状态下的反调抑制试验。在具体操作时，本发明一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法的具体操作步骤如下：首先进行试验接线，将发电机PT三相电压信号、发电机机端三相电流信号以及发电机励磁电压、励磁电流信号接入电量纪录分析仪，记录发电机的机端电压、有功功率、发电机励磁电压、励磁电流信号。CoCo-80的接线原理如图1所示，其输出端口所接的T型头一路接入通道ch1，另一路接入励磁调节器的输入端，输出的白噪声信号经过AVR、发电机等装置后接入通道ch2。然后，启动CoCo-80并配置EDM工程数据管理系统，包括频率响应界面的进入、频率范围的设定、输入通道的模式选择、信号源的选择以及重叠率的设置。随后开始进行试验，具体的试验流程如图2所示。试验的第一项为励磁控制系统的无补偿相频特性测试，在电力系统稳定器退出运行的情况下将C0C0-80产生的白噪声信号加入到励磁调节器，控制发电机端电压波动小于1%。采用C0C0-80测量发电机励磁系统滞后相频特性，记录包括发电机在内的励磁系统在0.1-2.0Hz范围内的相频特性数据，即为励磁系统无补偿特性。之后进行电力系统稳定器参数整定，将无补偿相频特性的数据代入电力系统稳定器参数计算程序进行计算，可以得到投入电力系统稳定器后的相位补偿，从而得到三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数的整定值。接下来进行电力系统稳定器增益及临界增益确定，逐步增大电力系统稳定器的增益，观察励磁调节器的输出或发电机转子电压有无持续振荡，直至其出现微小且持续的振荡，此时的增益即为临界增益。当电力系统稳定器的输入信号为功率时，其增益可取临界增益的13～15，当输入信号为频率或转速时，增益可取临界增益的12～13。最后，整定后的电力系统稳定器参数需要通过负载阶跃试验以及反调试验来进行检验，通过观察电力系统稳定器对阶跃时刻有功功率振荡的抑制情况以及在有功功率快速变化过程中对无功功率反调的抑制情况来验证所得参数的正确性。

权利要求：1.一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于包括如下步骤：励磁控制系统无补偿相频特性测试、电力系统稳定器参数整定、增益及临界增益确定以及发电机负载阶跃试验以及反调试验。2.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，所述励磁控制系统无补偿相频特性测试，包括：通过信号分析仪向励磁调节器中加入白噪声及相频特性的计算。3.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，所述电力系统稳定器参数整定，包括：三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数。4.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，所述增益及临界增益确定，包括：电力系统稳定器模型的增益和临界增益的确定。5.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，所述发电机负载阶跃试验，包括：电力系统稳定器投入与退出状态下的阶跃试验。6.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，所述反调试验，包括：发电机有功功率快速上升和下降状态下的反调抑制试验。7.根据权利要求1所述的一种基于CoCo-80的电力系统稳定器试验方法，其特征在于，在具体操作时试验方法的具体操作步骤如下：首先进行试验接线，将发电机PT三相电压信号、发电机机端三相电流信号以及发电机励磁电压、励磁电流信号接入电量纪录分析仪，记录发电机的机端电压、有功功率、发电机励磁电压、励磁电流信号。CoCo-80的接线原理如图1所示，其输出端口所接的T型头一路接入通道ch1，另一路接入励磁调节器的输入端，输出的白噪声信号经过AVR、发电机等装置后接入通道ch2；然后，启动CoCo-80并配置包括频率响应界面的进入、频率范围的设定、输入通道的模式选择、信号源的选择以及重叠率的设置软件；随后开始进行试验，试验的第一项为励磁控制系统的无补偿相频特性测试，在电力系统稳定器退出运行的情况下将C0C0-80产生的白噪声信号加入到励磁调节器，控制发电机端电压波动小于1%；采用C0C0-80测量发电机励磁系统滞后相频特性，记录包括发电机在内的励磁系统在0.1-2.0Hz范围内的相频特性数据，即为励磁系统无补偿特性；之后进行电力系统稳定器参数整定，将无补偿相频特性的数据代入电力系统稳定器参数计算程序进行计算，可以得到投入电力系统稳定器后的相位补偿，从而得到三阶超前环节时间常数、三阶滞后环节时间常数、斜坡函数和隔直时间常数的整定值。接下来进行电力系统稳定器增益及临界增益确定，逐步增大电力系统稳定器的增益，观察励磁调节器的输出或发电机转子电压有无持续振荡，直至其出现微小且持续的振荡，此时的增益即为临界增益。当电力系统稳定器的输入信号为功率时，其增益可取临界增益的13～15，当输入信号为频率或转速时，增益可取临界增益的12～13；最后，整定后的电力系统稳定器参数需要通过负载阶跃试验以及反调试验来进行检验，通过观察电力系统稳定器对阶跃时刻有功功率振荡的抑制情况以及在有功功率快速变化过程中对无功功率反调的抑制情况来验证所得参数的正确性。

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