一种水电机组自动准同期参数定值精确整定方法及装置与流程

本发明涉及电力调试，尤其涉及一种水电机组自动准同期参数定值精确整定方法及装置。

背景技术：

1、近年来，水电机组自动准同期定值是机组运行中最重要的定值之一，尤其是针对大型水电机组，参数选取有误一方面影响机组并网功能，另一方面并网过程还可能导致冲击电流、功率波动，影响电厂agc、avc以及机组保护装置正常运行。但目前国内外电力行业标准中，没有明确包括压差、频差以及相差等自动准同期参数整定的具体方法。目前行业内，常规做法是根据同类型机组的经验参数，通过机组真机试验直接验证定值的可用性，如果试验正常，一般认为该同期控制参数可以作为同期定值使用，未进行定值的进一步精确整定。

2、水电机组自动准同期定值是保障电网和电厂安全的重要定值之一。一方面，定值整定有误，可能会造成发电机非同期并网、并网时间过长或是并网不成功；另一方面，还可能影响机组正常运行，比如，在某大型水电厂的850mw机组运行过程中发现，同期定值选取的不合适直接导致机组并网瞬间机端电流跳变、机组有功功率出现大幅跳变，导致调度侧agc退出运行，并且触发了机组逆功率保护装置报警，对大型水电机组安全稳定运行带来严重影响，给调度运行带来安全隐患。

3、如何对大型水电机组自动准同期定值进行精确整定，尽可能减小在同期过程中功率振荡幅值、缩短振荡时间，从而消除对电厂及调度侧agc、机组保护装置等设备运行的影响显得尤为重要。但目前国内外电力行业标准中没有明确包括压差、频差以及相差等自动准同期定值精确整定的具体方法。目前行业内，常规做法是通过真、假同期试验来验证参数整定是否可用，若同期成功就认为可以作为定值使用。但是该方法存在以下不足：

4、1、真、假同期试验必须要在真机上开展，试验机会有限，并且试验结果往往仅能验证同期定值是否可用，不能对定值进行精确整定。在机组商业运行期间，上述定值可能会对机组发电机、变压器、gcb等主设备带来潜在安全风险。

5、2、若接入电网的运行频率长期存在不稳定情况，则机组在同期过程中可能存在大幅有功、无功波动，严重影响同期质量；

6、3、反复进行真机试验，延长机组试验期，增加大水资源消耗，提高试验成本，同时影响机组gcb动作次数，缩短其检修间隔期，影响机组经济效益。

7、4、不同类型、不同容量机组的自动准同期控制参数可能存在较大差异，使用常规的经验值试验中可能会发生意外，造成主设备损坏，带来额外的经济损失。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种水电机组自动准同期参数定值精确整定方法及装置解决现有技术中水电机组自动准同期参数无法精确整定的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种水电机组自动准同期参数定值精确整定方法，包括：收集每台水电机组的特有机组电气特性参数，创建单机接入无穷大电网仿真模型，分析压差、频差、相差对同期的影响；

6、按照优先级，自动调整频差、相差，进入同期控制参数自动优选流程；

7、根据判据条件自动确定最优控制参数值，然后使用最优控制参数值进行机组真机试验，确定最终的自动准同期定值。

8、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述单机接入无穷大电网仿真模型，包括以下步骤：

9、收集机组在设计、模型试验、真机试验环节的相关设计参数、调速系统实测控制模型以及机组接入电网的相关参数；

10、收集同期控制参数未优选前机组实测同期过程电气量录波数据，提取出相关判据指标量；

11、利用常用软件，构建单台机组接入无穷大电网仿真模型，利用所述收集的实测数据进行相关仿真控制参数的调整，使仿真结果无限逼近实测数据，完成仿真模型构建。

12、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述压差对同期的影响，假设并网瞬间，机端电压与电网电压频率相等、相角相等、幅值不等，则同期瞬间冲击电流有效值表示为：

13、

14、其中，uf，ux分别为发电机电压、系统电压有效值，xd‘’为发电机直轴次暂态电抗，xx电力系统等值电抗，us合闸点电压差有效值；

15、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述相差对同期的影响，假设并网瞬间，机端电压与电网电压幅值相等、频率相等、相角不同，则同期瞬间冲击电流有效值表示为：

16、

17、其中，us表示为合闸点电压差有效值，xq‘’表示为发电机交轴次暂态电抗，xx表示为电力系统等值电抗，eq‘’表示为发电机交轴次暂态电动势，δ表示为发电机电压与系统电压相角差。

18、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述频差对同期的影响，假设并网瞬间，机端电压与电网电压相等、相角相等，则同期瞬间冲击电流有效值表示为：

19、

20、其中，uf表示为机端电压有效值，xq‘’表示为发电机交轴次暂态电抗，xx表示为电力系统等值电抗，δ表示为发电机电压与系统电压相角差；

21、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述同期控制参数自动优选流程，包括以下步骤：

22、根据相关行业标准、规程，确定压差、频差以及相差整定值的范围，即最终优选值不能超出定值范围；根据机组固有特性及测量回路精度，确定自动优选过程中的步长调整量；

23、初始化同期控制参数，均取值为标准上限；

24、启动仿真计算；

25、仿真结果特征量提取：有功功率振荡幅值△p；无功功率振荡幅值△q；有功功率振荡次数n；有功功率首次偏差方向flag；有功功率值超出额定功率5％持续时间t；

26、优先进行频差参数的整定，将频差、压差、相差三个参数设定为整定值范围内最大值，保持压差、相差参数不变，以频率测量精度0.01hz为步长，逐步减小频差，直至频差调整到接近参数优选判据1；

27、以相差精度0.1度为步长，逐步减小相差参数，直至频差调整到接近参数优选判据2；

28、将选取的所述频差参数、相差参数，确定为同期并网参数定值；

29、所述确定的定值写入到机组同期装置，开展机组真机试验，通过故障录波数据，复核试验结果是否满足参数优选判据2；

30、若所述试验结果满足参数优选判据2，则可以将所述确定的定值作为最后定值下发，若所述试验结果不满足参数优选判据2，则需要返回相差参数调整步骤，重复确定同期定值，直至真机试验满足参数优选判据2；

31、将满足试验结果确定的同期参数定值以定值单方式下达执行，流程结束。

32、作为本发明所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的一种优选方案，其中：所述判据1包括以下条件：

33、条件1：有功功率振荡幅值△p小于全厂自动发电控制有功值的一定比例；

34、条件2：无功功率振荡幅值△q小于全厂自动电压控制有功值的一定比例；

35、条件3：有功功率振荡次数n≤1；

36、条件4：有功功率首次偏差方向flag＝1；

37、条件5：有功功率值超出额定功率5％持续时间t≤3秒；

38、所述判据2包括以下条件：

39、条件1：有功功率振荡幅值△p小于全厂自动发电控制有功值的一定比例；

40、条件2：无功功率振荡幅值△q小于全厂自动电压控制有功值的一定比例；

41、条件3：有功功率振荡次数n≤1；

42、条件4：有功功率值超出额定功率5％持续时间t≤3秒；

43、第二方面，本发明提供了一种水电机组自动准同期参数定值精确整定系统，包括：创建模块，用于收集每台水电机组的特有机组电气特性参数，创建单机接入无穷大电网仿真模型，分析压差、频差、相差对同期的影响；

44、调整模块，用于按照优先级，自动调整频差、相差，进入同期控制参数自动优选流程；

45、判断模块，用于根据判据条件自动确定最优控制参数值，然后使用最优控制参数值进行机组真机试验，确定最终的自动准同期定值。

46、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

47、存储器，用于存储程序；

48、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的步骤。

49、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的水电机组自动准同期参数定值精确整定方法的步骤。

50、本发明的有益效果：本发明基于电磁暂态仿真，根据每台水电机组的特有机组电气特性参数，利用频差与相差的合理配合，可以大幅度降低同期造成的影响，最终确定自动准同期定值。能够较好解决大型水电机组自动准同期参数精确整定的问题，并提供方法的操作步骤、精确整定流程及整定标准。