专利名称：发电机组调节器特性监测分析的方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力与电气工程领域，尤其涉及一种发电机组调节器特性监测分析的方法、设备及系统。
背景技术：
随着计算机技术的发展，越来越多的数字调节器被采用。数字式电液控制系统作 为汽轮机的调速系统已基本普及，液压系统被逐渐替代。数字式调节器具有参数修改方便 等优点，但是却难以保证机组运行状态参数与并网实验设置参数的一致性。如果调度人员 无法监控到机组调节器及其机组动态特性，可能使电网的一次调频能力及调压能力处于失 控状态，增加了电网中事故发生的几率和程度。图1为现有技术中发电机组调节器特性监测分析系统的示意图。如图1所示，变送器102从发电机组103采集励磁电压和励磁电流信息，通过能量 管理系统EMSlOl上传给发电机组特性监测平台100，发电机组特性监测平台100通过计算 一次调频的各项特性参数，从而评定发电机组103的一次调频动态特性。但目前的EMS采集精度为1点/2秒 1点/5秒，用EMS的数据只能定性分析励 磁系统和一次调频的相关性能指标，不能准确地分析励磁系统和一次调频的性能指标。而 且，一次调频在60s的时候基本结束，用几十或十几个点计算一次调频多个参数指标，难以 反映机组一次调频动态特性。另外，现有技术中还有一种一次调频考核系统，该系统利用EMS数据，分析机组的 一次调频动作正确率和贡献电量。这种系统用于分析的性能指标较单一，一次调频对电网 的贡献体现在其快速响应能力和响应幅度两个方面，指标单一不能全面客观反映机组一次 调频动态特性。综上所述，现有的发电机组调节器特性监测分析系统难以反映或不能全面客观反 映机组一次调频的动态特性。
发明内容
本发明实施例提供一种发电机组调节器特性监测分析方法、设备和系统，可以全 面客观的在线计算一次调频性能参数，实时评估各个机组的调节器性能。该发电机组调节 器特性监测分析方法包括利用功角测量装置PMU采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信 号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；将采集的所述发电机组侧信号传送给电网侧发电机组特性监测平台进行处理，生 成包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。本发明还提供一种发电机组调节器特性监测分析设备，该设备包括扰动时标生成单元，用于根据电网侧的电网频率计算生成扰动开始时间；频率跃变量生成单元，根据电网频率计算生成频率跃变量；
扰动前有用功率生成单元，根据PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率；死区生成单元，根据电网频率和开关信号计算生成调频死区；积分电量生成单元，根据PI系统中的有功功率计算生成积分电量；响应滞后时间生成单元，根据电网频率计算生成响应滞后时间；速度变动率生成单元，根据压力信号和转速信号计算生成速度变动率；平均速度变动率生成单元，根据PI系统中的有功功率和转速信号计算生成平均 速度变动率；动态速度变动率生成单元，根据压力信号和转速信号计算生成动态速度变动率；调节量生成单元，根据PI系统中的有功功率计算生成调节量；以及稳定时间生成单元，根据电网频率和压力信号计算生成稳定时间。本发明实施例还提供一种发电机组调节器特性监测分析系统，该发电机组调节器 特性监测分析系统包括发电机组、功角测量装置PMU和发电机组特性监测分析设备，其中， 功角测量装置PMU用于采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信 号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；发电机组特性监测分析设备，用于将采 集的所述发电机组侧信号进行处理，生成包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结^ ο通过实施本发明，可以全面客观的在线计算一次调频性能参数，实时分析评估各 个机组的调节器性能。通过监测分析促使电厂能及时对不能满足要求的调节器性进行优化 和改造，使之适应大电网的不断发展。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中图1为现有技术中发电机组调节器特性监测分析系统的结构示意图；图2为本发明实施例的发电机组调节器特性监测分析的方法流程图；图3为本发明实施例的发电机组特性监测分析设备的结构示意图；图4、图5为本发明实施例的发电机组调节器特性监测分析系统的结构示意图；图6为本发明实施例的发电机组调节器特性实时监测分析系统的接入PMU设备的 一次调频信号参数示意图；图7为本发明实施例的扰动频率信号与功率信号的相关示意图；图8为本发明实施例的扰动频率信号与调节级压力信号的相关示意图；图9为本发明实施例的根据电网频率波动趋势，采用分段线性趋势分析法求扰动 开始时标的示意图；图10为本发明实施例的根据有功功率波动趋势，采用分段线性趋势分析法计算 积分起始时间的示意图；图11为本发明实施例的根据电网频率波动趋势，采用分段线性趋势分析法求解 平均频率的示意图；图12为本发明实施例的调节级压力与汽轮机功率的一般传递函数模型框图；图13为本发明实施例的根据当量有功功率波动趋势，采用分段线性趋势分析法求解平均功率的示意图；图14为本发明实施例的速度变动率得出的功率曲线与实际功率曲线的比较示意 图；图15为本发明实施例的根据电网频率波动趋势，采用分段线性趋势分析法求解 电网频率稳定时刻的示意图；图16为本发明实施例的根据当量有功功率波动趋势，采用分段线性趋势分析法 求解负荷稳定时刻的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施 例做进一步详细说明。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。图2为本发明实施例的发电机组调节器特性实时监测分析的方法流程图。在本发 明实施例中，如图2所示，发电机组调节器特性实时监测分析的方法包括步骤201，利用功角测量装置PMU采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电 流、开关信号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；步骤202，将采集的所述发电机组侧信号传送给电网侧发电机组特性监测平台进 行处理，生成包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。在本实施例中，指令信号为一次调频前修正前负荷指令信号和一次调频修正后负 荷指令信号；压力信号为调节级压力信号；转速信号为汽机转速信号。通过快速变送器采 集发电机组调节器的励磁电压、励磁电流、一次调频动作信号、一次调频修正前负荷指令信 号和一次调频修正后负荷指令信号并传送给功角测量装置PMU ；通过转速传感器采集发电 机组调节器的汽机转速信号并传送给功角测量装置PMU ；以及通过压力传感器采集发电机 组调节器的调节级压力信号并传送给功角测量装置PMU ；PMU设备将采集的发电机组侧信 号传送给电网侧发电机组特性监测平台进行处理，生成包括动态速度变动率在内的发电机 组特性监测结果。生成的发电机组特性监测结果包括根据电网频率计算生成扰动开始时间；根据电网频率计算生成频率跃变量；根据 PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率；根据电网频率和一次调频动作信号计算 生成调频死区；根据PI系统中的有功功率计算生成积分电量；根据电网频率计算生成响应 滞后时间；根据调节级压力信号和汽机转速信号计算生成速度变动率；根据PI系统中的有 功功率和汽机转速信号计算生成平均速度变动率；根据调节级压力信号和汽机转速信号计 算生成动态速度变动率；根据PI系统中的有功功率计算生成调节量；以及根据电网频率和 压力信号计算生成稳定时间。另外，将采集的发电机组信号传送给电网侧发电机组特性监测平台进行处理还包 括根据所述一次调频前负荷指令信号和所述一次调频后负荷指令信号来去除自动发电控 制(AGC)作用，用来在计算时去除二次调频等因素的影响，其融合在各项监测结果的计算 中。图3为本发明实施例的发电机组特性监测分析设备的结构示意图。如图3所示， 本发明实施例的发电机组特性监测分析设备300包括
扰动时标生成单元301，用于根据电网频率计算生成扰动开始时间；频率跃变量 生成单元302，用于根据电网频率计算生成频率跃变量；扰动前有用功率生成单元303，用 于根据PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率；死区生成单元304，用于根据电网 频率和一次调频动作信号计算生成调频死区；积分电量生成单元305，用于根据PI系统中 的有功功率计算生成积分电量；响应滞后时间生成单元306，用于根据电网频率计算生成 响应滞后时间；速度变动率生成单元307，用于根据调节级压力信号和汽机转速信号计算 生成速度变动率；平均速度变动率生成单元308，用于根据PI系统中的有功功率和汽机转 速信号计算生成平均速度变动率；动态速度变动率生成单元309，用于根据调节级压力信 号和汽机转速信号计算生成动态速度变动率；调节量生成单元310，用于根据PI系统中的 有功功率计算生成调节量；稳定时间生成单元311，用于根据电网频率和调节级压力信号 计算生成稳定时间。图4为本发明实施例的发电机组调节器特性监测分析系统的结构示意图。如图4 所示，所述发电机组调节器特性监测分析系统包括发电机组401、功角测量装置PMU402和 发电机组特性监测分析设备300，其中，功角测量装置PMU402，用于采集发电机组调节器的 包括励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信 号；发电机组特性监测分析设备300，用于将采集的发电机组侧信号进行处理，生成包括动 态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。如图5所示，与图4为一个实施例中，快速变送器501采集发电机组调节器的所述 励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信号并传送给功角测量装置PMU ；通过转速传感器502 采集发电机组调节器的转速信号并传送给功角测量装置PMU;以及通过压力传感器503采 集发电机组调节器的压力信号并传送给功角测量装置PMU。实施中，指令信号为一次调频前修正前负荷指令信号和一次调频修正后负荷指令 信号；压力信号为调节级压力信号；转速信号为汽机转速信号；PMU设备将采集的发电机组 侧信号传送给电网侧发电机组特性监测分析设备进行处理，生成包括动态速度变动率在内 的发电机组特性监测结果。发电机组特性监测分析设备包括一次调频参数计算单元，这些 计算单元进行的处理包括扰动时标生成单元301，用于根据电网频率计算生成扰动开始时间；频率跃变量 生成单元302，用于根据电网频率计算生成频率跃变量；扰动前有用功率生成单元303，用 于根据PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率；死区生成单元304，用于根据PI 系统中的有功功率、电网频率和一次调频动作信号计算生成调频死区；积分电量生成单 元305，用于根据PI系统中的有功功率计算生成积分电量；响应滞后时间生成单元306， 用于根据电网频率计算生成响应滞后时间；速度变动率生成单元307，用于根据调节级压 力信号和汽机转速信号计算生成速度变动率；平均速度变动率生成单元308，用于根据PI 系统中的有功功率和汽机转速信号计算生成平均速度变动率；动态速度变动率生成单元 309，用于根据调节级压力信号和汽机转速信号计算生成动态速度变动率；调节量生成单元 310，用于根据PI系统中的有功功率计算生成调节量；稳定时间生成单元311，用于根据电 网频率和调节级压力信号计算生成稳定时间。实施例一在本实施例中，如图6所示，根据一次调频的计算原理和现场实际设计，取五个信号接入PMU设备，这五个信号为一次调频修正前负荷指令信号601，一次调频修正后负荷 指令信号602，一次调频动作信号603，调节级压力信号604和汽机转速信号605。一次调频修正前负荷指令信号601和一次调频修正后负荷指令信号602为指令信 号，一次调频修正前负荷指令信号601是由AGC信号给出的目标负荷指令经过一定的负荷 变化率限制后，下达给单元机组的最终指令。一次调频修正后负荷指令信号602是在一次 调频修正前负荷指令信号601的基础上，叠加了一次调频动作时应该增加的负荷指令增量 部分。在一次调频不动作时，一次调频修正后负荷指令信号602等同于一次调频修正前负 荷指令信号601，而在一次调频动作时，一次调频修正后负荷指令信号602等于一次调频修 正前负荷指令信号602加上一次调频负荷增量指令。这两个信号用于去除计算时自动发电 控制AGC作用。—次调频动作信号603为开关信号，其表征该单元机组是否满足一次调频动作条 件，不满足时，机组应该对扰动有快速的负荷反应，即机组的一次调频功能应该激活并立即 动作。调节级压力信号604为压力信号，其同机组的出力有较强的线性关系。由于机组 响应的初始状态为机械功率变化，然后才是负荷响应变化，因此，以调节级压力为信号进行 计算的速度变动率更能代表单元机组的一次调频动作性能。汽机转速信号605为转速信号，其代表了汽轮机实际运行的直接状态，机组在并 网运行时，汽机转速信号同电网频率表征的状态是一致的，但是由于这两个信号测量精度 和电网低频振动等原因，两者表征的状态不能严格的一致。但是在实际计算中，汽机转速信 号一般可与电网频率等同看待。本实施例中，信号来源于大同二电厂某机组参数上传数据，数据段长度为300秒， 其信号图像如图7所示。图7中的波动曲线1为电网频率的波动曲线，波动曲线2为功率 信号的波动曲线，信号以约0. OlHz的幅度跳跃式波动，其信号的动态特性受到一定程度的 影响。图8所示为调节级压力信号与扰动电网频率信号的相关性示意图，可以看出调节级 压力信号(图8中的波动曲线2)具有更丰富的动态细节信息，且可以看出与频率变化的相 关性。下面开始在发电机组特性监测分析设备中进行一次调频性能指标的计算及分析。1、计算扰动开始时标扰动开始时标定义为电网频率有效扰动起始的时间坐标，其根据电网侧的电网频
率来计算。1)有效扰动的判定在本实施例中，为了得到较为明显的机组一次调频响应信息，提高一次调频参数 计算的准确性，采用0. 05Hz以上频率偏差的条件来判断频率扰动是否为需要进行一次调 频计算的有效扰动，而相对与工频的频率偏差超出0. 05Hz的时间点称为EffectTime。为防止随机噪声的影响，如果连续两个采样点的频率信号较工频(50Hz)偏差都 大于0. 05Hz，则该扰动判定为一次调频计算的有效扰动，其中第一个频率偏差超出0. 05Hz 的点对应的时间坐标为EffectTime。即当频率信号fi同时满足以下条件时I 4_「50 I 彡 0. 05Hz
9
I ^-50 I ≥ 0. 05HzI fi+1-50 I ≥ 0. 05Hz则i 为 EffectTime。2)扰动开始时标的计算因为扰动发生时刻的电网频率不一定是50Hz，因此直接从判断为有效扰动的 EffectTime点向前寻找频率为50Hz的点是不可取的。因此，扰动开始时标定义为有效频率 扰动发生的时间坐标，也即有效扰动频率发生趋势转折的点的时间坐标。认为有效扰动发生到频率偏差超出0.05Hz的时间不超过12秒，因此从 EffectTime时刻前15秒至EffectTime时刻后3秒的这一时间段中必然包含扰动发生的时 刻。采用分段线性趋势分析方法，将这一时间段的频率信号曲线拟和成一条折线，该折线的 拐点对应的时间坐标就是扰动开始时标。如图9所示，折线2的拐点作为扰动开始时刻点， 该点与实际扰动开始时刻基本一致。3)扰动结束时标本实施例中，定义EffectTime之后的连续两个采样点的频率信号偏差都小于 0. 05Hz的第一个点为UneffecTime。即系统频率同时满足以下条件I f^-50 I 彡 0. 05HzI ^-50 I 彡 0. 05HzI fi+1-50 I 彡 0. 05Hz则i 为 UneffectTime (其中 i > EffectTime)。鉴于实际有效扰动结束时间判断的困难，经探讨并结合实测数据分析总结，将扰 动结束时标定义为从UnefTectTime时刻开始，第一个满足以下条件之一(1)频率信号曲线穿越f = 50Hz直线(fi+1-50) · (fi-50) ≤ 0(2)在50Hz附近频率极小值(f-f^i) · (fi+1-fi)≤ 0并且满足≤0. 005的i点，其对应时间为扰动结束时标，否则i = i+1。2、频率跃变量频率跃变量定义为有效扰动开始至结束过程中，频率与50Hz工频的最大偏差。频 率跃变量的计算是根据电网频率计算得出的。该最大频率偏差为fmx = Max (fi)，(EffetTime < i < UneffectTime)3、扰动前有功功率扰动前有功功率为有效扰动发生前机组发出功率的稳态值。扰动前有功功率根据 PI系统中的有功功率计算得出。机组功率从长时间来看是不断波动着的，但从相对小的时间范围内，又是处于稳 定状态。在本实施例中，基于被分析数据片断的时间长度(11分钟)，选定扰动开始时刻前 的两秒时间内，机组功率的算术平均值作为扰动前的有功功率。_ f b 2Np = ^Y4NiXa = StartTime--,b = StartTime -1)
2 i=afs式中，StartTime为扰动起始时刻，其同于扰动开始时标的值；fs为采样频率，目前 值为100 为机组功率，即可从PI系统中获取的不同时刻的有功功率值。4、死区当电网频率超出设置的调频死区时，系统发出一次调频动作信号，采集这一开关 信号，查找信号变化(上升沿或下降沿)对应的电网频率便可以得到系统的调频死区。因 此，死区的计算与电网频率以及一次调频动作信号有关。一般情况下，在整个频率扰动过程中至少存在两次一次调频动作信号的变化，即 网频超出死区的时刻和网频回到死区以内的时刻。根据扰动起始时间和扰动结束时间的定 义，第一次动作信号变化出现于扰动开始时刻之后，而扰动过程中最后一次动作信号变化 出现在扰动结束时间之前。因此从扰动起始时间向后查寻一次调频动作信号的时刻，根据 该时刻的频率得出一次调频的死区值。从扰动结束时刻起向前查寻一次调频动作信号的时 刻，根据该时刻的频率得出另一个一次调频死区值。但在实际情况中，一次调频动作信号相对于频率信号的变化同样存在一定的滞 后，该滞后使得一次调频动作信号动作时刻对应的频率偏差并非真正的调频死区，而是相 对于频率出死区时刻在时间轴上向后偏移了一小段延迟时间。当系统不变前提下，该延迟 时间可认为恒定，则由延迟时间引起的死区计算的偏差就主要取决于频率进出死区时的变 化速度，也即进出死区时频率变化越快，则同样的延迟时间对应的频率变化就越大，由此产 生的误差也就越大。因此计算调频死区应尽量选择频率变化缓慢的点，一般扰动过程实例 表明，频率出死区时变化较快，而回到死区时变化较慢，因此应选择回到死区的动作信号变 化来计算死区。为了增加软件应用算法的稳定性，选择两次死区计算得到的最小的死区值 作为最终计算的一次调频死区。5、积分电量积分电量是机组发电量的积分，定义为一次调频过程中机组功率与参与一次调频 之前稳定功率之差在扰动过程时间上的积分。对于一次调频而言，一次调频动作过程中的 积分电量在一定程度上表征了机组参与一次调频所作出的贡献。积分电量的计算主要根据 PI系统中的有功功率计算得出。1)积分开始时间本实施例中，将机组负荷响应一次调频开始变化的点作为积分电量的积分开始时 间，而机组负荷开始变化的转折点可以采用分段线性趋势分析法来确定。如图10所示为根据有功功率，采用分段线性趋势分析法计算积分起始时间的示 意图。图中显示的曲线2便是拟合折线，其总体趋势与功率跃变初期的趋势基本一致，两条 线段的公共端点即认为是合适的积分起始时间。2)积分时间长度一次调频动作时间一般很短，最长不超过45秒，因此按积分时间的长短分别进行 15秒，30秒，45秒长度的功率积分。分三个不同长度的时间进行积分的好处是可以从宏观 上了解机组在一次调频前期、中期和后期的不同贡献。3)积分电量算法
根据积分开始时间和积分时间长度确定一次调频的积分电量算法表达式为
I=T1Hm=3.6\(Ni-N0) = 3.6Yj{Ni-N0)-T
T0式中Hffl 机组m的一次调频积分电量，单位度；T0 积分开始时间，单位秒，取机组负荷响应一次调频开始变化的转折点；T1 积分终止时间，单位秒，取积分开始时刻向后15秒，30秒，45秒作为积分终止 时间；Ni 第i点时刻机组的实际发电功率，单位MW，其从PI系统中获取；N0 =TO时刻机组的实际发电功率，单位MW，其从PI系统中获取；T 采样时间间隔，0.01秒。6、响应滞后时间响应滞后时间定义为当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化 所需要的时间，也就是从电网频率越过机组一次调频的死区开始，到该机组的负荷开始变 化所需要的时间。响应滞后时间是根据电网频率计算得出的。1、电网频率越过机组一次调频的死区的时刻在计算一次调频死区的同时，得到的死区位置所对应的时刻。2、机组负荷开始动作的时刻积分起始时间就是机组负荷开始动作的时刻，即机组负荷响应一次调频开始变化 的时间点。对以上两个时间做差就可以求出该机组响应滞后时间。7、速度变动率速度变动率描述的是稳态运行时机组的功率频率特性。但一次调频过程中并不一 定满足稳态的条件，因为机组负荷的调整是需要时间的，可能对应于一个频率偏差机组负 荷还没有响应完，频率又出现了新的偏差，因此考虑这种情况，只能就扰动过程中负荷动作 以后相对较为稳定的一段时间，按速度变动率的原始定义，根据该段时间机组的功率、频率 的平均值，计算机组参与一次调频的速度变动率。1.平均频率的计算在本实施例中，平均频率可用汽轮转速信号来计算，也可用电网频率来计算，这是 因为机组在并网运行时，汽机转速信号同电网频率表征的状态是一致的。在本实施例中，采 用电网频率计算的方法。以整个扰动时间的前四分之一时刻作为起点，以扰动结束时刻作为终点，在这一 时间段内，采用分段线性趋势分析法拟合一条折线，并使该折线的第一段为水平线(因为 要找到相对稳定的时间段)，则前一段水平线所对应的频率值为平均频率。如图11所示，为根据电网频率，采用分段线性趋势分析法求的的平均频率。其中， 折线2为拟合折线，其水平的一段反应了扰动中相对稳定的一段频率信号的平均值。2.平均功率的计算在本发明实施例中，计算速度变动率采用调节级压力计算的当量有功功率来代替 原有功功率。这是因为
长期以来由于汽轮机本身的功率无法直接测量，一般都采用测量发电机输出有功 功率作为汽轮机功率信号。在稳态过程或者缓变过程中，汽轮机输出功率就等于发电机输 出功率，但是在突变的动态过程中，二者并不相等。一方面，在很多情况下，一次调频参数的获得不适合使用发电机有功功率作为原 动机功率信号。这是因为在频率突然波动的情况下，交流发电机由于其本身特性，输出有功 会显示一个短时的大幅波动，但实际上原动机的功率输出并没有来得及响应，仍维持原来 的值不变，直到一个延迟时间后，功率才开始在一次调频作用下响应频率的变化。这两种作 用叠加在一起，往往产生混淆，这种虚假的功率变化对一次调频参数的辨识产生了很大的 负面影响。而且，在电网频率扰动下，发电机有功信号普遍波动很小，而噪声杂波幅度却很 大，从而对一次调频动态特性的分析很不利。另一方面，在功率波动不很大的情况下，调节级压力取代发电机有功功率，更能快 速准确的反应原动机一次调频的性能。调节级压力的变化直接影响汽轮机功率的变化，且两者之间可认为存在固定的对 应关系。图12显示为调节级压力与汽轮机功率的一般传递函数模型框图。
剛释彻卜+奈+由泰式中，L(N)和L(p)分别为功率信号和调节级压力信号变化的拉普拉斯变换，Fhp, Fip, Flp分别为高压缸、中压缸和低压缸的功率分配系数，Tzr和Tdy分别为再热容积和低压连通容积时间常数；如果忽略再热容积Τ"和低压连通容积时间常数Tdy在动态过程中的影响，则
权利要求
1.一种发电机组调节器特性监测分析方法，其特征在于，所述方法包括利用功角测量装置PMU采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信号、指 令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；将采集的所述发电机组侧信号传送给电网侧发电机组特性监测平台进行处理，生成包 括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用功角测量装置PMU采集发电机组调 节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机 组侧信号还包括通过快速变送器采集发电机组调节器的所述励磁电压、励磁电流、开关信 号、指令信号并传送给功角测量装置PMU ；通过转速传感器采集发电机组调节器的所述转速信号并传送给功角测量装置PMU;以及通过压力传感器采集发电机组调节器的所述压力信号并传送给功角测量装置PMU。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将采集的所述发电机组信号传送给电 网侧发电机组特性监测平台进行处理，生成包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测 结果包括根据电网侧的电网频率计算生成扰动开始时间；根据所述电网频率计算生成频率跃变量；根据PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率；根据所述PI系统中的有功功率计算生成积分电量；根据所述电网频率和所述开关信号计算生成调频死区；根据所述电网频率计算生成响应滞后时间；根据所述压力信号和所述转速信号计算生成速度变动率；根据所述PI系统中的有功功率和所述转速信号计算生成平均速度变动率；根据所述压力信号和所述转速信号计算生成动态速度变动率；根据所述PI系统中的有功功率计算生成调节量；以及根据所述电网频率和所述压力信号计算生成稳定时间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将采集的所述发电机组信号传送给电 网侧发电机组特性监测平台进行处理还包括根据所述指令信号去除自动发电控制(AGC)作用。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述开关信号为一次调频动作信号；所述指令信号为一次调频前修正前负荷指令信号和一次调频修正后负荷指令信号； 所述压力信号为调节级压力信号； 所述转速信号为汽机转速信号。
6.一种发电机组调节器特性监测分析设备，其特征在于，所述设备包括 扰动时标生成单元，用于根据电网侧的电网频率计算生成扰动开始时间； 频率跃变量生成单元，根据所述电网频率计算生成频率跃变量；扰动前有用功率生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率； 死区生成单元，根据所述电网频率和所述开关信号计算生成调频死区；积分电量生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成积分电量； 响应滞后时间生成单元，根据所述电网频率计算生成响应滞后时间； 速度变动率生成单元，根据所述压力信号和所述转速信号计算生成速度变动率； 平均速度变动率生成单元，根据所述PI系统中的有功功率和所述转速信号计算生成 平均速度变动率；动态速度变动率生成单元，根据所述压力信号和所述转速信号计算生成动态速度变动率；调节量生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成调节量；以及 稳定时间生成单元，根据所述电网频率和所述压力信号计算生成稳定时间。
7.一种发电机组调节器特性监测分析系统，其特征在于，所述发电机组调节器特性监 测分析系统包括发电机组、功角测量装置PMU和发电机组特性监测分析设备，其中，所述功角测量装置PMU，用于采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信 号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；所述发电机组特性监测分析设备，用于将采集的所述发电机组侧信号进行处理，生成 包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发电机组调节器特性监测分析系统还 包括快速变送器，用于采集发电机组调节器的所述励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信 号并传送给功角测量装置PMU ；转速传感器，用于采集发电机组调节器的所述转速信号并传送给功角测量装置PMU;以及压力传感器，用于采集发电机组调节器的所述压力信号并传送给功角测量装置PMU。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发电机组特性监测分析设备包括 扰动时标生成单元，用于根据电网侧的电网频率计算生成扰动开始时间；频率跃变量生成单元，根据所述电网频率计算生成频率跃变量； 扰动前有用功率生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成扰动前有功功率； 死区生成单元，根据所述电网频率和所述开关信号计算生成调频死区； 积分电量生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成积分电量； 响应滞后时间生成单元，根据所述电网频率计算生成响应滞后时间； 速度变动率生成单元，根据所述压力信号和所述转速信号计算生成速度变动率； 平均速度变动率生成单元，根据所述PI系统中的有功功率和所述转速信号计算生成 平均速度变动率；动态速度变动率生成单元，根据所述压力信号和所述转速信号计算生成动态速度变动率；调节量生成单元，根据所述PI系统中的有功功率计算生成调节量；以及 稳定时间生成单元，根据所述电网频率和所述压力信号计算生成稳定时间。
10.如权利要求7-9任一项所述的系统，其特征在于，所述开关信号为一次调频动作信号；所述指令信号为一次调频前修正前负荷指令信号和一次调频修正后负荷指令信号；所述压力信号为调节级压力信号； 所述转速信号为汽机转速信号。
全文摘要
本发明公开了一种发电机组调节器特性监测分析方法，所述方法包括利用功角测量装置PMU采集发电机组调节器的包括励磁电压、励磁电流、开关信号、指令信号、转速信号和压力信号在内的发电机组侧信号；将采集的所述发电机组侧信号传送给电网侧发电机组特性监测平台进行处理，生成包括动态速度变动率在内的发电机组特性监测结果。本发明还公开了一种发电机组调节器特性监测分析设备和一种发电机组调节器特性监测分析系统。通过本发明实施例，可以全面客观的在线计算一次调频性能参数，实时评估分析各个机组的调节器性能。通过监测分析促使电厂能及时对不能满足要求的调节器性进行优化和改造，使之适应大电网的不断发展。
文档编号G01R31/34GK102116843SQ20101003362
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者史扬, 吕少坤, 李丹, 李胜, 杨振勇, 王茂海, 田云峰, 谢开, 赵婷, 雷为民 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司, 华北电网有限公司