用于实时检测和减轻电力系统振荡不稳定性的系统和方法与流程

背景技术：

1、本公开的领域整体涉及电力系统稳定性，并且更具体地，涉及用于使用自调谐电力系统稳定器(pss)实时检测和减轻电力系统中的振荡不稳定性的系统和方法。

2、在电力系统中，电力系统稳定器(pss)发射脉冲以抵消电力系统中小于3-5赫兹的振荡。如果脉冲在错误的时间发射，脉冲就会放大振荡，而不是减轻振荡。这种放大可导致系统崩溃。

3、振荡可来自区域间振荡模式、区域内振荡模式、本地振荡模式和站内振荡模式。区域间振荡模式可发生在传输路径上的电力系统之间。区域内振荡模式可发生在发电机组之间。本地振荡模式可发生在单个发电机和大型电力系统之间。站内振荡模式可发生在两个单位站与大型电力系统之间。

4、不同组织诸如北美电力可靠性委员会(nerc)以及当地电网准则要求每隔一定时间诸如每隔两年检查pss设置。传统的行业做法是进行离线研究，以推导出pss的设置。这些研究可能需要相关的电力系统离线达一周。传统上，pss的超前滞后滤波器被设计成为固定振荡频率或接近该频率的窄频率范围提供阻尼。然而，电力系统是动态系统，并且随着时间的推移会出现其他低阻尼振荡模式。如果这些振荡在pss的调谐范围之外，则pss不会发送任何校正信号。此外，对于许多当前的系统来说，小于1赫兹的振荡是很难检测到的。

5、因此，传统pss设置的令人满意的性能限于该振荡被调谐的操作点或窄频率范围。因此，需要用于在不停机的情况下调整pss设置的系统和方法。

技术实现思路

1、在一个方面，提供了一种用于控制电力系统的系统。该系统包括被配置成发送脉冲输出电压的自动电压调节器、与该自动电压调节器通信的电力系统稳定器、以及自调谐计算设备。自调谐计算机包括与至少一个存储器设备通信的至少一个处理器。该至少一个处理器被编程为接收发电机运行的多个传感器信息。该至少一个处理器被进一步编程为从多个传感器信息中检测发电机运行期间的振荡。该至少一个处理器还被编程为确定增益和时间常数以抵消振荡。另外，该至少一个处理器被编程为向电力系统稳定器发送增益和时间常数。电力系统稳定器被配置成指示自动电压调节器基于增益和时间常数调整其脉冲输出电压。

2、在另一方面，提供了一种用于控制电力系统的方法。该方法由自调谐计算机系统执行，该自调谐计算机系统包括与电力系统稳定器和至少一个存储器设备通信的至少一个处理器。该方法包括接收发电机运行的多个传感器信息。该方法还包括从多个传感器信息中检测发电机运行期间的振荡。该方法进一步包括确定增益和时间常数以抵消振荡。另外，该方法包括向电力系统稳定器发送增益和时间常数。电力系统稳定器被配置成指示自动电压调节器基于增益和时间常数调整其脉冲输出电压。

3、在另一方面，提供了一种用于控制电力系统的计算机设备。该计算机设备包括与至少一个存储器设备和电力系统稳定器通信的至少一个处理器。该至少一个处理器被编程为接收发电机运行的多个传感器信息。该至少一个处理器还被编程为从多个传感器信息中检测发电机运行期间的振荡。该至少一个处理器被进一步编程为确定增益和时间常数以抵消振荡。另外，该至少一个处理器被编程为向电力系统稳定器发送增益和时间常数。电力系统稳定器被配置成指示自动电压调节器基于增益和时间常数调整其脉冲输出电压。

技术特征：

1.一种用于控制电力系统的系统(400)，所述系统(400)包括：

2.根据权利要求1所述的系统(400)，其中在第一时间接收所述多个传感器信息，并且其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为：

3.根据权利要求1所述的系统(400)，其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为：

4.根据权利要求3所述的系统(400)，其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为基于所述比较来确定所述增益(545)。

5.根据权利要求1所述的系统(400)，其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为通过将所述振荡与所述自动电压调节器(415)的所述脉冲输出电压(215)进行比较来确定所述脉冲输出电压(215)的相位超前或相位滞后(550)。

6.根据权利要求1所述的系统(400)，其中所述脉冲输出电压(215)被配置成抵消所述振荡。

7.根据权利要求6所述的系统(400)，其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为计算所述时间常数(565)以将所述脉冲输出电压(215)与所述振荡对齐。

8.根据权利要求1所述的系统(400)，其中所述多个传感器信息包括所述发电机(110)的电压、所述发电机(110)的电流、所述发电机(110)的频率和所述发电机(110)的轴速度。

9.一种用于控制电力系统的计算机设备(445)，所述计算机设备包括与至少一个存储器设备(660)和电力系统稳定器(420)通信的至少一个处理器(610)，其中所述至少一个处理器(610)被编程为：

10.根据权利要求9所述的计算机设备(445)，其中在第一时间接收所述多个传感器信息，并且其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为：

11.根据权利要求9所述的计算机设备(445)，其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为：

12.根据权利要求9所述的计算机设备(445)，其中所述脉冲输出电压(215)被配置成抵消所述振荡，并且其中所述至少一个处理器(610)被进一步编程为计算(565)所述时间常数以将所述脉冲输出电压与所述振荡对齐。

13.一种用于控制电力系统的方法，所述方法由自调谐计算机系统(445)执行，所述自调谐计算机系统包括与电力系统稳定器(420)和至少一个存储器设备(660)通信的至少一个处理器(610)，所述方法包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中在第一时间接收所述多个传感器信息，并且其中所述方法进一步包括：

15.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括：

技术总结
本发明提供了一种用于控制电力系统的系统(400)。该系统包括被配置成发送脉冲输出电压(215)的自动电压调节器(415)、与该自动电压调节器(415)通信的电力系统稳定器(420)、以及自调谐计算设备。自调谐计算设备(440)被编程为：a)接收(505)发电机(11)运行的多个传感器信息；b)从多个传感器信息中检测发电机(110)运行期间的振荡；c)确定增益和时间常数以抵消振荡；以及d)向电力系统稳定器(420)发送增益和时间常数。电力系统稳定器(420)被配置成指示自动电压调节器(415)基于增益和时间常数调整其脉冲输出电压(215)。

技术研发人员：M·拉希姆,兰德尔·约翰·克伦,E·索托鲁瓦卡巴
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13