專利名稱：利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振蕩的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組軸同步振蕩的方法。
背景技術：
隨著我國電網系統對大容量電源和遠距離輸電技術的巨大需求，為更大限度的節 約投資和運行成本，輸電線路裝備串聯補償設備的方式得到廣泛的采用。另外，直流輸電技術以及交直流混合輸電等技術也逐漸成為我國電網建設中的主 要高壓輸電方式。基于以上技術的應用，由于LC振蕩和電力電子原件導致的發電機組軸系 次同步振蕩問題成為危害電網和發電機組安全運行的焦點問題。目前，在國內外均沒有提 及一種可行的實驗室動模試驗方法，尤其還沒有一種激發發電機組次同步振蕩的方法。
發明內容
針對現有技術的缺陷，在此提出一種工程中切實可行的利用次同步振蕩抑制裝置 (SSR-DS)激發發電機組軸系次同步振蕩的方法。本發明提供的利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振蕩的方法包括 a.將信號發生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉速采樣端連接；b.信號發 生器生成信號=Asin(Wt)，其中，w = 2XJiXf,f為預定頻率，A為信號幅值，A = 0 ;c.增 大信號發生器所生成信號的信號幅值，同時次同步振蕩抑制裝置檢測發電機組的振動，當 振動達到預定振動幅值時停止增大信號幅值；d.記錄振動數據。優選地，還包括步驟e 判斷是否已完成所有模態，如果已完成，則結束；如尚未完 成，則返回步驟b，將f設置為待測模態的頻率，順序執行步驟b、c、d、e。優選地，其特征在于，所述預定頻率包括13. 02Hz,22. 77Hz、28. 16Hz中的任何一 種。優選地，所述步驟c還包括停止增大信號幅值后，在預定時間內穩定運行。更優選 地，預定時間為300秒。優選地，預定振動幅值小于或等于0. lrad/s。更優選地，預定振動幅值為 0.06rad/s優選地，所述方法反復執行下列步驟斷開信號發生器輸出端與次同步振蕩抑制 裝置的連接；執行步驟a至步驟d。相對于現有技術，本發明利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振蕩的方 法能夠在多臺大型汽輪發電機組系統產生準確可控地軸系扭振，模擬當電網發生次同步振 蕩或次同步諧振時發電廠各機組的工況，為發電廠側抑制次同步諧振、次同步振蕩和保護 發電機組軸系安全的裝置和設備的參數整定設置，提供試驗環境和手段。
圖1是本發明一種實施方式中的次同步振蕩抑制裝置的單相結構圖2是本發明一種實施方式中利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振 蕩的方法的流程圖。
具體實施例方式在本發明中，發電機組軸系次同步振蕩的激發能夠通過SSR-DS設備來實現，如圖 1所示，其原理是通過采集信號發生器發出模擬單模態次同步信號，通過調整SSR-DS設備 晶閘管的觸發角，改變TCR(可調控電抗器相)支路的電流，通過升壓變壓器反饋給發電機 組，從而實現對軸系次同步振蕩的激發。如圖1所示，SSR-DS裝置掛接在升壓變壓器104后端，這樣可以避免對發電機組 的直接無功沖擊，并且能夠保證多臺發電機組的響應一致性，從而可以實現一臺SSR-DS裝 置同時對通過變壓器104并網的多臺發電機105進行次同步振蕩激發。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 信號發生器102的模擬單模態信號后，通過調整TCR+FC組件103中晶閘管的觸發角，改變 晶閘管所在的支路電流，通過升壓變壓器反饋給發電機組，從而使發電機組輸出轉速發生 變化，進而實現對發電機組軸系次同步振蕩的激發。如圖2所示，在本發明的一種具體實施方式
中，利用次同步振蕩抑制裝置激發發 電機組次同步振蕩的方法包括如下步驟在步驟201，將信號發生器的輸出端與次同步振蕩抑制(SSR-DS)裝置的控制器的 轉速采樣端連接。在步驟202，信號發生器生成信號=Asin(Wt)，其中，W = 2X π Xf，f為預定頻率， A為信號幅值。在初始狀態下A = 0，在步驟203，增大信號發生器所生成信號的信號幅值，同時次同步振蕩抑制裝置檢 測發電機組的振動，當振動達到預定振動幅值時停止增大信號幅值。在該步驟中，選擇一種 現場運行工況，啟動SSR-DS設備運行，將信號發生器信號幅值從零逐漸加大，次同步振蕩 抑制裝置檢測到發動機的轉速變化，例如檢測到對應13. 02Hz的發動機組模態信號幅值達 到0. 06rad/s時，停止加大激勵信號幅值。為了保護機組不發生較大振動，優選地，發動機 組模態信號的幅值小于或等于0. lrad/s)。之后，穩定運行預定的時間段，優選地，穩定運行 300 秒。在步驟204，記錄振動數據，以便于以后將以上數據進行分析。例如，分別比較每種 工況下同一模態頻率，同一激發信號幅值條件下，單模態輸出信號的幅值，總結規律。或進 行詳細的表格分析，為確定最終SSR-DS設備投入運行時的相關參數做技術參考。優選地，還可以反復進行投入、退出激勵信號的試驗。分析投、退信號產生的影響 以及系統自身收斂性能。如系統的自身收斂性能好，則多次投入、退出激勵信號后系統仍然 穩定運行，不發生次同步振蕩。優選地，在本實施方式中，還包括步驟205 判斷是否已完成所有模態，如果已完 成，則結束；如尚未完成，則返回步驟202，將頻率f設置為待測模態的頻率，順序執行上 述步驟202至204。例如，設計進行三種模態下的測試，再完成上述步驟201至204的過 程后，再重復步驟202至步驟204的操作兩次，但分別將激發信號頻率更換成22. 77Hz和 28.16Hz。
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優選地，還可以模擬其他運行工況，重復步驟202-步驟204。選取工況的原則是 盡可能選擇現場運行工況中差別比較大的運行方式。一般選擇5 8種典型的運行工況即 可。詳細記錄相關數據。當利用SSR-DS激發發電機組次同步振蕩試驗時，只需將SSR-DS控制器的轉速采 樣環節變換為信號發生器所發出的模擬單模態信號即可。經過控制器之后TCR發出的與模 態信號相一致的無功信號輸出到電網中，此時通過轉速檢測環節進行錄波、運算和處理，分 析得出轉速中包含所加頻率的信號。因此，此種方法能夠對發電機組軸系次同步振蕩進行 激發，并且能夠使得通過變壓器并網的所有在線的多臺發電機組的次同步振蕩。盡管本發明是通過上述的優選實施方式進行描述的，但是其實現形式并不局限于 上述的實施方式。應該認識到在不脫離本發明主旨的情況下，本領域技術人員可以對本發 明做出不同的變化和修改。
權利要求
1.一種利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振蕩的方法，其特征在于，所述 方法包括a.將信號發生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉速采樣端連接；b.信號發生器生成信號=Asin(Wt)，其中，W= 2X π X f，f為預定頻率，A為信號幅值， A = 0；c.增大信號發生器所生成信號的信號幅值，同時次同步振蕩抑制裝置檢測發電機組的 振動，當振動達到預定振動幅值時停止增大信號幅值；d.記錄振動數據。
2.根據權利要求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， 如果已完成，則結束；如尚未完成，則返回步驟b，將f設置為待測模態的頻率，順序執行步 驟 b、c、d、e。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預定頻率包括13.02Hz、 22. 77Ηζ、28· 16Hz 中的任何一種。
4.根據權利要求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， 在預定時間內穩定運行。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，預定時間為300秒。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，預定振動幅值小于或等于0.lrad/s。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，預定振動幅值為0.06rad/S。
8.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括反復執行下列步 驟斷開信號發生器輸出端與次同步振蕩抑制裝置的連接；執行步驟a至步驟d。
全文摘要
本發明公開的利用次同步振蕩抑制裝置激發發電機組次同步振蕩的方法包括將信號發生器的輸出端與次同步振蕩抑制裝置的控制器的轉速采樣端連接；信號發生器生成信號Asin(wt)，其中，w＝2×π×f，f為預定頻率，A為信號幅值，A＝0；增大信號發生器所生成信號的信號幅值，同時次同步振蕩抑制裝置檢測發電機組的振動，當振動達到預定振動幅值時停止增大信號幅值；記錄振動數據。采用本發明，能夠在多臺大型汽輪發電機組系統產生準確可控地軸系扭振，模擬當電網發生次同步振蕩或次同步諧振時發電廠各機組的工況，為發電廠側抑制次同步諧振、次同步振蕩和保護發電機組軸系安全的裝置和設備的參數整定設置，提供試驗環境和手段。
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 優先權日2009年12月28日
發明者何師, 卓華, 吳思聰, 孫壽廣, 孟會永, 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 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 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任公司, 陜西電力科學研究院