[发明专利]发电机转速差测量方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种发电机转速差测量方法及装置，该方法包括：在第n‑1个周期测速时刻tsubgt;n‑1/subgt;，读取采样及计数模块中存储的时钟计数值Ntsubgt;n‑1/subgt;和脉冲计数值Npsubgt;n‑1/subgt;，并确定周期测速时刻tsubgt;n‑1/subgt;对应的高频时钟计数值Ntsubgt;m‑1/subgt;；在第n个周期测速时刻tsubgt;n/subgt;，读取所述采样及计数模块中存储的时钟计数值Ntsubgt;n/subgt;和脉冲计数值Npsubgt;n/subgt;，并确定周期测速时刻tsubgt;n/subgt;对应的高频时钟计数值Ntsubgt;m/subgt;；根据Ntsubgt;n‑1/subgt;、Ntsubgt;m‑1/subgt;、Ntsubgt;n/subgt;以及Ntsubgt;m/subgt;确定周期测速时刻tsubgt;n/subgt;的时钟计数偏差ΔNt；根据ΔNt、tsubgt;0/subgt;以及Δt计算偏差标幺值ΔTsubgt;pu/subgt;；根据偏差标幺值ΔTsubgt;pu/subgt;以及发电机的额定转速ωsubgt;n/subgt;确定出周期测速时刻tsubgt;n/subgt;的发电机转速差Δω。本发明提供了一种精度较高和稳定度较好的转速差测量方法。

技术领域

本发明发电机技术领域，具体而言，涉及一种发电机转速差测量方法及装置。

背景技术

在能源转型背景下，电力系统面临高比例清洁能源、高比例电力电子装置的发展挑战，电网强度下降，电力系统低频振荡和次同步振荡等问题突出。发电机转子转速是发电机励磁调节器电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)、附加励磁阻尼控制(Supplementary Excitation Damping Controller，SEDC)等系统振荡抑制功能的基本测量量，均需要通过提取发电机转速差(转速的变化量)才能参与控制调节，其测量的精确度和稳定性对振荡抑制效果有着直接的影响，较大的测量误差和噪声影响甚至会带来负阻尼，加剧系统的振荡。以常规火电机组为例，额定稳态转速3000转/分钟，系统发生小扰动下发电机转速的波动仅为1转/分钟左右，因此转速测量精度需要达到优于1/3000，才能得到适合用于系统振荡抑制调节的转速波动量。

常见发电机转速测量有以下两大类方法：电气测量方法和机械测量方法。

转速的电气测量方法因为无需额外的测速硬件电路，在发电机励磁调节器中应用较多，典型方法是：测量同步发电机机端电压和机端电流，结合系统摇摆阻抗等参数合成内电势进而计算发电机转子转速。该方法计算结果与机组运行工况和振荡频率等相关，且摇摆阻抗参数运行中存在变化难以精确取值，因此具有一定的测量偏差和噪声问题。有现场实际表明，随着新能源的大量接入，常规火电机组在深度调峰且进相运行工况下，测量偏差和噪声问题突出，可能由此带来PSS输出相位大幅偏移，继而带来负阻尼，严重影响系统的安全稳定运行。

转速的机械测量多是采用机组同转子轴配置的测速齿盘、传感器和配套电路或装置分离出转速脉冲信号，经相应的软硬件处理得到实时的转速信息，该方法较电气测量方法能够更为直接的反应转子转速。脉冲转速信号处理一般采用对转速脉冲的脉宽进行高频时钟计数方法或者在固定时间内读取脉冲数量的方法。前者可以在每个脉冲时刻进行时钟计数和转速计算，对于齿数较多的齿盘，需要计时器时钟周期足够小、且对数据的存储和硬件的实时计算要求很高，实现困难；后者因为转速脉冲数量只能记录整数个数，具有固有的计数误差，受限于齿盘齿数的限制，无法进行高精度的转速计算。另外，受到测速齿盘加工精度等影响，使用常规计算方法也会带来转速差测量误差以及波动的问题。

由此，现有技术缺少一种适用于PSS、SEDC等系统振荡抑制功能需求，具有较高精度和稳定度的转速差测量方法。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的至少一个技术问题，提出了一种发电机转速差测量方法及装置。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发电机转速差测量方法，该方法包括：