[发明专利]一种同步发电机暂态功角求取方法

说明书

本发明公开了一种求取同步发电机暂态功角的方法，包括以下步骤：S1、从同步发电机端口采集电网扰动下的电压电流暂态数据，将电压电流暂态数据表示成瞬变信号正弦表达式，计算电压电流的瞬时相角，进而计算电压电流的瞬时相角差；S2、将计算的a相电流瞬时相角与电网扰动前的a相电流稳态相角相减，得到a相电流相角变化值，由电流相角变化值可计算转子d轴与定子a相磁链轴线之间的暂态夹角，再依据计算的转子d轴与定子a相磁链轴线之间暂态夹角和电压电流瞬时相角差，计算同步发电机的暂态功角。

技术领域

本发明实施例涉及电气工程技术领域，具体涉及一种同步发电机暂态功角求取方法。

背景技术

暂态功角的有效求取是实现同步发电机参数在线时域辨识的基础。同步发电机的参数测试是保障电网安全运行的重要措施，同步发电机参数的在线时域辨识技术方法相比传统同步发电机参数测试方法具有实时性、简便性等优势。但是，影响同步发电机参数在线时域辨识方法的难点是在不能实时检测同步发电机暂态功角的情况下，同步发电机端口检测的三相电压电流暂态数据无法变换为同步发电机直角坐标系的电压电流暂态数据，进而无法实现同步发电机参数的在线时域辨识。现有的同步发电机功角测量的方法主要分为两类：

一、直接测量法，借助非电量传感器来测量同步发电机端电压与空载电势的夹角。该方法的缺点是在暂态下其夹角不易测量。

二、间接测量法，利用采集的发电机端口的电压、电流以及一些同步发电机已知参数，通过计算获取同步发电机的功角。

该方法需要解决的问题是，在系统暂态运行下，由于受到电机参数时变、机组铁心饱及暂态信号处理计算等因素的影响，难以进行暂态功角的计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步发电机暂态功角求取方法，其创新思想是将电压电流暂态数据表示成瞬变信号正弦表达式，计算电压电流的瞬时相角，利用发电机机端电流相位角的变化，获取转子d轴和定子a相磁链轴线之间的夹角变化，进而可实时求取同步发电机的暂态功角。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种同步发电机暂态功角求取方法，包括如下步骤：

S1、从同步发电机端口采集电网扰动下的电压电流暂态数据，将电压电流暂态数据表示成瞬变信号正弦表达式，计算电压电流的瞬时相角，进而计算电压电流的瞬时相角差；

S2、将计算的a相电流瞬时相角与电网扰动前的a相电流稳态相角相减，得到a相电流相角变化值，由电网扰动前的转子d轴与定子a相磁链轴线之间的稳态夹角和a相电流相角变化值相加得到转子d轴与定子a相磁链轴线之间的暂态夹角，再由90度减去转子d轴与定子a相磁链轴线之间暂态夹角和电压电流瞬时相角差计算得到同步发电机的暂态功角。

进一步地，所述步骤S1具体为：

S11、从同步发电机端口采集电网扰动下的电压暂态数据u(t)和电流暂态数据i(t)，并分别表达为瞬变信号正弦表达式；

其中，I_m(t)为发电机机端暂态电流瞬时幅值、U_m(t)为发电机机端暂态电压瞬时幅值、为发电机机端暂态电流瞬时初相位角、为发电机机端暂态电压瞬时初相位角；

S12、计算电压暂态数据u(t)，电流暂态数据i(t)的希尔伯特变换函数h_u(t)、h_i(t)，从而计算得到：