一种励磁系统动态性能综合评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统技术领域，具体设及一种励磁系统动态性能综合评价方法。
【背景技术】
[0002] 发电机励磁系统对提高系统稳定性既是全方位的；包括静态稳定、暂态稳定、电压 稳定等，同时也是全过程的；第一摆W及后续摆动过程，已经扩展到提高系统的大干扰稳定 性区域。采用快速励磁系统配置PSS，可对系统大扰动提供适当的正阻巧，有效抑制系统低 频振荡。发电机励磁控制由于它的有效性、经济性和成熟程度，是全面提高电力系统安全稳 定性的重要手段。
[0003] 目前，电网公司对于励磁系统性能的评估主要基于入网或设网试验进行检测，离 线试验检测方式能够客观反映励磁系统在特定试验条件下的的性能品质，但往往难W准确 反映实际在线运行中机组励磁系统的动态响应特性，而实际运行中如果机组励磁系统性能 出现问题，可能会对电网运行造成巨大的安全隐患。
[0004] 随着基于同步相量测量技术的广域测量系统（WideAreaMeasurementSystem, WAM巧的逐渐发展、成熟和应用，其为电力系统提供了可靠的、实时的动态数据，尤其为同时 在时间和空间的二维坐标下实时研究和观察动态行为提供了可能。扰动发生后，实时监测 并记录机组励磁系统的动态响应，通过对在线动态响应数据进行分析，可实现并网机组励 磁系统调节性能的评价。
[0005] 组合赋权法综合主观权重和客观权重，既能有效反映专家的主观意愿，又可避免 主观因素过多的随意性，同时又能反映数据本身的信息，赋权结果更为合理。灰色关联分析 法的基本思想是根据序列曲线与参考序列曲线在几何形状上的接近程度来判断两者之间 的关联程度，具有理论清晰、计算简便等优点，并已在电能质量评价、输变电工程等综合评 价领域得到一定应用。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于组合法和灰色关联分析法结 合的励磁系统动态性能综合评价方法，将励磁系统动态性能的基本评价指标综合得到综合 评价指标，实现对机组励磁系统动态性能的综合评价与排序。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[000引本发明提供一种励磁系统动态性能综合评价方法，其特征在于；所述方法包括W下步骤：
[0009] 步骤1 ;确定励磁系统动态性能的基本评价指标；
[0010] 步骤2 ;确定评估矩阵，并对评估矩阵进行标准化处理；
[0011] 步骤3 ;根据基本评价指标的客观权重和主观权重确定组合权重；
[0012] 步骤4 ;确定励磁系统动态性能的综合评价指标，并对励磁系统动态性能进行综 合评价。
[0013] 所述步骤1中，励磁系统动态性能的基本评价指标包括励磁电压上升时间、最大 励磁电压倍数、励磁系统暂态放大倍数、机端电压稳定时间和稳态电压波动率。
[0014] 所述励磁电压上升时间是指从励磁电压开始突变到励磁电压达到励磁电压最大 值的时间，所述励磁电压上升时间用于描述励磁电压的上升速度，励磁电压上升时间越短 则响应速度越快；
[0015] 所述最大励磁电压倍数是指扰动过程中励磁电压最大值与励磁电压额定值之比， 有：
[0016]
…
[0017] 式（1)中，K。表示最大励磁电压倍数；E。表示励磁电压额定值；E表示励磁电压 最大值，励磁电压最大值是指发电机机端电压受到扰动情况下，励磁系统能够输出的最大 直流电压；
[0018] 所述励磁系统暂态放大倍数用于描述发生扰动时，励磁电压在暂态调节过程中对 机端电压偏差的调节能力；励磁系统暂态放大倍数越大，励磁系统的暂态调节能力越强，越 有利于改善电力系统的暂态稳定；
[0019] 励磁系统暂态放大倍数用K,表示，分W下两种情况：
[0020] 1)机端电压因扰动骤降时，有：
[0021]
(2)
[0022] 2)机端电压因扰动骤升时，有：
[002引
（3)
[0024]式（2)、（3)中，E。表示励磁电压初始值，Emi。表示励磁电压最小值，U。表示机端电 压初始值，Um"表示机端电压最大值，Umi。表示机端电压最小值。
[0025] 机端电压稳定时间为机端电压扰动开始时刻和机端电压稳定时刻之差，所述机端 电压稳定时刻是指机端电压首次进入稳态允许波动范围的时刻，所述稳态允许波动范围取 机端电压稳态值的0. 5%;
[0026] 所述稳态电压波动率用于描述机端电压稳态时的波动程度，包括扰动前机端电压 波动率和扰动后机端电压波动率52,分别表示为：
(4)
[0029]式（4)、巧）中，P表示机端电压采样点数化y表示扰动前第y个机端电压采样值， 表示扰动后第y个机端电压采样值；U1W。表示扰动前机端电压平均值，
Usave表不扰动后机端电压平均值，
Uiy、Uiave、Ugy、Ugave均为标么值。
[0030] 所述步骤2中，设有n个机组，每个机组均有m个基本评价指标，每个机组视为一 个序列曲线，由各机组的基本评价指标值组成评估矩阵X，其为nXm矩阵；
[0031] 由于机组中基本评价指标的属性和量纲不同，即最大励磁电压倍数和励磁系统暂 态放大倍数为正向评价指标，正向评价指标越大越好，励磁电压上升时间、机端电压稳定时 间和稳态电压波动率为负向评价指标，负向评价指标越小越好；将评价矩阵X中的正向评 价指标值和负向评价指标值分别采用极值处理法进行标准化处理，有：
[0034] 式做、（7)中，X。表示第i个机组的第j个正向评价指标值，X'。表示第i个 机组的第j个负向评价指标值，r。表示经标准化处理后的正向评价指标值，r'。表示经 标准化处理后的负向评价指标值；max表示不同机组对于第j个正向评价指标值的最大 值，min.、>表示不同机组对于第j个正向评价指标值的最小值，m严4表示不同机组对于第 j个负向评价指标值的最大值，表示不同机组对于第j个负向评价指标值的最小值.i= 1，2,…，n，j= 1，2,…，m;
[0035] 评估矩阵X经标准化处理，将正向评价指标和负向评价指标统一为正向指标，越 大越好；
[0036] 标准化处理后得到决策矩阵R= (ru)"xm，[0, 1]，由决策矩阵R得到所有 机组对于第j个基本评价指标的最大值rgj.和虚拟理想机组RW，即f*/ = ?'咕j二[rW， ?y' ? ? ? 丄*2> >丄*j> >丄饰1」0
[0037] 所述步骤3中，确定组合权重前，先分别计算基本评价指标的客观权重和主观权 重；包括：
[003引1)采用滴权法计算基本评价指标的客观权重，具体有：
[0039] 设第j个基本评价指标的滴用町表示，有：
[0040]
(8)
[0041] 式做中，k表示调节系数，表示标准化值，有
当fy= 0时，令 fijlnfij= 0 ；
[0042] 第j个基本评价指标的客观权重w'J表示为：
t9)
[0043]
[0044] 式（9)中，0《w'j《1，且
[0045] 2)采用序关系分析法计算基本评价指标的主观权重，具体有：
[0046] 设第j个基本评价指标用Uj表示，第j-1个基本评价指标用Uj_康示，Uj和U"的 重要性程度分别用w/'和表示，有：
[0047] hj=Wj_i" /Wj" (10)
[0048] 式（10)中，hj表示Wj'V和Wj"之比，j= 2, 3…，m;
[0049] 给出hj.的理性赋值，按照重要性程度排序后，重要性程度最低即第m个基本评价 指标Um的主观权重W"m表示为：
[0化0]
(11)
[005"1] 式（11)中，k为计数变量，且k= 2, 3,…，m;
[0052] 由于满足W"w=h