專利名稱：利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組軸同步振蕩的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)對大容量電源和遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的巨大需求，為更大限度的節(jié) 約投資和運(yùn)行成本，輸電線路裝備串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備的方式得到廣泛的采用。另外，直流輸電技術(shù)以及交直流混合輸電等技術(shù)也逐漸成為我國電網(wǎng)建設(shè)中的主 要高壓輸電方式?；谝陨霞夹g(shù)的應(yīng)用，由于LC振蕩和電力電子原件導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)組軸系 次同步振蕩問題成為危害電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的焦點(diǎn)問題。目前，在國內(nèi)外均沒有提 及一種可行的實(shí)驗(yàn)室動(dòng)模試驗(yàn)方法，尤其還沒有一種激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在此提出一種工程中切實(shí)可行的利用次同步振蕩抑制裝置 (SSR-DS)激發(fā)發(fā)電機(jī)組軸系次同步振蕩的方法。本發(fā)明提供的利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方法包括 a.將信號發(fā)生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉(zhuǎn)速采樣端連接；b.信號發(fā) 生器生成信號=Asin(Wt)，其中，w = 2XJiXf,f為預(yù)定頻率，A為信號幅值，A = 0 ;c.增 大信號發(fā)生器所生成信號的信號幅值，同時(shí)次同步振蕩抑制裝置檢測發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)，當(dāng) 振動(dòng)達(dá)到預(yù)定振動(dòng)幅值時(shí)停止增大信號幅值；d.記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，還包括步驟e 判斷是否已完成所有模態(tài)，如果已完成，則結(jié)束；如尚未完 成，則返回步驟b，將f設(shè)置為待測模態(tài)的頻率，順序執(zhí)行步驟b、c、d、e。優(yōu)選地，其特征在于，所述預(yù)定頻率包括13. 02Hz,22. 77Hz、28. 16Hz中的任何一 種。優(yōu)選地，所述步驟c還包括停止增大信號幅值后，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。更優(yōu)選 地，預(yù)定時(shí)間為300秒。優(yōu)選地，預(yù)定振動(dòng)幅值小于或等于0. lrad/s。更優(yōu)選地，預(yù)定振動(dòng)幅值為 0.06rad/s優(yōu)選地，所述方法反復(fù)執(zhí)行下列步驟斷開信號發(fā)生器輸出端與次同步振蕩抑制 裝置的連接；執(zhí)行步驟a至步驟d。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方 法能夠在多臺(tái)大型汽輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)產(chǎn)生準(zhǔn)確可控地軸系扭振，模擬當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生次同步振 蕩或次同步諧振時(shí)發(fā)電廠各機(jī)組的工況，為發(fā)電廠側(cè)抑制次同步諧振、次同步振蕩和保護(hù) 發(fā)電機(jī)組軸系安全的裝置和設(shè)備的參數(shù)整定設(shè)置，提供試驗(yàn)環(huán)境和手段。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的次同步振蕩抑制裝置的單相結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式中利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振 蕩的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，發(fā)電機(jī)組軸系次同步振蕩的激發(fā)能夠通過SSR-DS設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，如圖 1所示，其原理是通過采集信號發(fā)生器發(fā)出模擬單模態(tài)次同步信號，通過調(diào)整SSR-DS設(shè)備 晶閘管的觸發(fā)角，改變TCR(可調(diào)控電抗器相)支路的電流，通過升壓變壓器反饋給發(fā)電機(jī) 組，從而實(shí)現(xiàn)對軸系次同步振蕩的激發(fā)。如圖1所示，SSR-DS裝置掛接在升壓變壓器104后端，這樣可以避免對發(fā)電機(jī)組 的直接無功沖擊，并且能夠保證多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)一致性，從而可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)SSR-DS裝 置同時(shí)對通過變壓器104并網(wǎng)的多臺(tái)發(fā)電機(jī)105進(jìn)行次同步振蕩激發(fā)。所述次同步振蕩抑制裝置(SSR-DS)包括控制器101和TCR+FC組件，控制器收到 信號發(fā)生器102的模擬單模態(tài)信號后，通過調(diào)整TCR+FC組件103中晶閘管的觸發(fā)角，改變 晶閘管所在的支路電流，通過升壓變壓器反饋給發(fā)電機(jī)組，從而使發(fā)電機(jī)組輸出轉(zhuǎn)速發(fā)生 變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組軸系次同步振蕩的激發(fā)。如圖2所示，在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
中，利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā) 電機(jī)組次同步振蕩的方法包括如下步驟在步驟201，將信號發(fā)生器的輸出端與次同步振蕩抑制(SSR-DS)裝置的控制器的 轉(zhuǎn)速采樣端連接。在步驟202，信號發(fā)生器生成信號=Asin(Wt)，其中，W = 2X π Xf，f為預(yù)定頻率， A為信號幅值。在初始狀態(tài)下A = 0，在步驟203，增大信號發(fā)生器所生成信號的信號幅值，同時(shí)次同步振蕩抑制裝置檢 測發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)達(dá)到預(yù)定振動(dòng)幅值時(shí)停止增大信號幅值。在該步驟中，選擇一種 現(xiàn)場運(yùn)行工況，啟動(dòng)SSR-DS設(shè)備運(yùn)行，將信號發(fā)生器信號幅值從零逐漸加大，次同步振蕩 抑制裝置檢測到發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，例如檢測到對應(yīng)13. 02Hz的發(fā)動(dòng)機(jī)組模態(tài)信號幅值達(dá) 到0. 06rad/s時(shí)，停止加大激勵(lì)信號幅值。為了保護(hù)機(jī)組不發(fā)生較大振動(dòng)，優(yōu)選地，發(fā)動(dòng)機(jī) 組模態(tài)信號的幅值小于或等于0. lrad/s)。之后，穩(wěn)定運(yùn)行預(yù)定的時(shí)間段，優(yōu)選地，穩(wěn)定運(yùn)行 300 秒。在步驟204，記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)，以便于以后將以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。例如，分別比較每種 工況下同一模態(tài)頻率，同一激發(fā)信號幅值條件下，單模態(tài)輸出信號的幅值，總結(jié)規(guī)律?；蜻M(jìn) 行詳細(xì)的表格分析，為確定最終SSR-DS設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)做技術(shù)參考。優(yōu)選地，還可以反復(fù)進(jìn)行投入、退出激勵(lì)信號的試驗(yàn)。分析投、退信號產(chǎn)生的影響 以及系統(tǒng)自身收斂性能。如系統(tǒng)的自身收斂性能好，則多次投入、退出激勵(lì)信號后系統(tǒng)仍然 穩(wěn)定運(yùn)行，不發(fā)生次同步振蕩。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，還包括步驟205 判斷是否已完成所有模態(tài)，如果已完 成，則結(jié)束；如尚未完成，則返回步驟202，將頻率f設(shè)置為待測模態(tài)的頻率，順序執(zhí)行上 述步驟202至204。例如，設(shè)計(jì)進(jìn)行三種模態(tài)下的測試，再完成上述步驟201至204的過 程后，再重復(fù)步驟202至步驟204的操作兩次，但分別將激發(fā)信號頻率更換成22. 77Hz和 28.16Hz。
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優(yōu)選地，還可以模擬其他運(yùn)行工況，重復(fù)步驟202-步驟204。選取工況的原則是 盡可能選擇現(xiàn)場運(yùn)行工況中差別比較大的運(yùn)行方式。一般選擇5 8種典型的運(yùn)行工況即 可。詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)利用SSR-DS激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩試驗(yàn)時(shí)，只需將SSR-DS控制器的轉(zhuǎn)速采 樣環(huán)節(jié)變換為信號發(fā)生器所發(fā)出的模擬單模態(tài)信號即可。經(jīng)過控制器之后TCR發(fā)出的與模 態(tài)信號相一致的無功信號輸出到電網(wǎng)中，此時(shí)通過轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)進(jìn)行錄波、運(yùn)算和處理，分 析得出轉(zhuǎn)速中包含所加頻率的信號。因此，此種方法能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)組軸系次同步振蕩進(jìn)行 激發(fā)，并且能夠使得通過變壓器并網(wǎng)的所有在線的多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的次同步振蕩。盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述的，但是其實(shí)現(xiàn)形式并不局限于 上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā) 明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方法，其特征在于，所述 方法包括a.將信號發(fā)生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉(zhuǎn)速采樣端連接；b.信號發(fā)生器生成信號=Asin(Wt)，其中，W= 2X π X f，f為預(yù)定頻率，A為信號幅值， A = 0；c.增大信號發(fā)生器所生成信號的信號幅值，同時(shí)次同步振蕩抑制裝置檢測發(fā)電機(jī)組的 振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)達(dá)到預(yù)定振動(dòng)幅值時(shí)停止增大信號幅值；d.記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟e判斷是否已完成所有模態(tài)， 如果已完成，則結(jié)束；如尚未完成，則返回步驟b，將f設(shè)置為待測模態(tài)的頻率，順序執(zhí)行步 驟 b、c、d、e。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定頻率包括13.02Hz、 22. 77Ηζ、28· 16Hz 中的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟c還包括停止增大信號幅值后， 在預(yù)定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，預(yù)定時(shí)間為300秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，預(yù)定振動(dòng)幅值小于或等于0.lrad/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，預(yù)定振動(dòng)幅值為0.06rad/S。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括反復(fù)執(zhí)行下列步 驟斷開信號發(fā)生器輸出端與次同步振蕩抑制裝置的連接；執(zhí)行步驟a至步驟d。
全文摘要
本發(fā)明公開的利用次同步振蕩抑制裝置激發(fā)發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的方法包括將信號發(fā)生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉(zhuǎn)速采樣端連接；信號發(fā)生器生成信號Asin(wt)，其中，w＝2×π×f，f為預(yù)定頻率，A為信號幅值，A＝0；增大信號發(fā)生器所生成信號的信號幅值，同時(shí)次同步振蕩抑制裝置檢測發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)達(dá)到預(yù)定振動(dòng)幅值時(shí)停止增大信號幅值；記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明，能夠在多臺(tái)大型汽輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)產(chǎn)生準(zhǔn)確可控地軸系扭振，模擬當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生次同步振蕩或次同步諧振時(shí)發(fā)電廠各機(jī)組的工況，為發(fā)電廠側(cè)抑制次同步諧振、次同步振蕩和保護(hù)發(fā)電機(jī)組軸系安全的裝置和設(shè)備的參數(shù)整定設(shè)置，提供試驗(yàn)環(huán)境和手段。
文檔編號G01R31/34GK102109576SQ20091024406
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者何師, 卓華, 吳思聰, 孫壽廣, 孟會(huì)永, 安萬洙, 張銀山, 李興旺, 楊文超, 林驚濤, 武云生, 王紹德, 肖述林, 范巍, 賈樹旺, 顧強(qiáng) 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責(zé)任公司, 北京國電華北電力工程有限公司, 神華國華(北京)電力研究院有限公司, 榮信電力電子股份有限公司, 陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司, 陜西電力科學(xué)研究院