本發(fā)明涉及有功功率變送器的暫態(tài)特性檢測(cè)方法，具體涉及基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

ADPSS(Advanced Digital Power System Simulator,電力系統(tǒng)全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真裝置)是由中國(guó)電力科學(xué)研究院研發(fā)的基于高性能PC機(jī)群的全數(shù)字仿真系統(tǒng)。該仿真裝置利用機(jī)群的多節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和高速本地通訊網(wǎng)絡(luò)，采用網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算技術(shù)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分解，并對(duì)進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)和同步控制，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模復(fù)雜交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)的實(shí)時(shí)和超實(shí)時(shí)仿真以及外接物理裝置試驗(yàn)。利用該仿真裝置，可以進(jìn)行3000臺(tái)機(jī)、20000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大系統(tǒng)交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真以及機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真研究，可以與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相連取得在線數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，可接入繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、FACTS控制裝置以及直流輸電控制裝置等實(shí)際物理裝置進(jìn)行閉環(huán)仿真試驗(yàn)，可接入MATLAB等商用軟件進(jìn)行局部和子任務(wù)計(jì)算，接入用戶(hù)自定義模型以完成用戶(hù)指定功能和任務(wù)。

單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(如數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH)是協(xié)調(diào)機(jī)組各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能量及質(zhì)量的全面控制，主要起到穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行，提升機(jī)組經(jīng)濟(jì)性及安全性的作用。單元機(jī)組的實(shí)發(fā)功率與電網(wǎng)負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組與外部電網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系，是機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分?，F(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)組一般都采用有功功率變送器來(lái)測(cè)量機(jī)組的實(shí)發(fā)功率，這無(wú)疑就給參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器本身的質(zhì)量、可靠性提出了更高的要求。為了保證機(jī)組實(shí)發(fā)功率信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性，一般都采用三個(gè)有功功率變送器來(lái)測(cè)量機(jī)組的實(shí)發(fā)功率，取三個(gè)變送器輸出的中值作為最終測(cè)量值來(lái)參與機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，所以有功功率變送器的精度尤其重要，對(duì)有功功率變送器的暫態(tài)特性進(jìn)行檢測(cè)也是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了滿(mǎn)足有功功率變送器的暫態(tài)特性的檢測(cè)需求，從而提供一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法。

本發(fā)明所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法，包括如下步驟：

基于ADPSS仿真系統(tǒng)建立發(fā)電廠模型，并模擬線路故障、斷路器跳閘及重合閘動(dòng)作；

高速錄波儀采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，輸出理論有功功率波形；

待測(cè)有功功率變送器采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，并將有功功率信號(hào)輸出給高速錄波儀；

高速錄波儀接收待測(cè)有功功率變送器輸出的功率信號(hào)，輸出待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形；

比較理論有功功率波形和待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形，完成檢測(cè)。

優(yōu)選的是，模擬的線路故障為0°合閘角情況下的三相永久故障或90°合閘角情況下的三相永久故障。

優(yōu)選的是，重合閘動(dòng)作的重合時(shí)間為1s。

優(yōu)選的是，所述發(fā)電機(jī)為1號(hào)發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選的是，待測(cè)有功功率變送器采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，并將有功功率信號(hào)輸出給電流轉(zhuǎn)電壓裝置；

電流轉(zhuǎn)電壓裝置將表征有功功率信號(hào)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸出以電壓形式表征的有功功率信號(hào)；

高速錄波儀接收電流轉(zhuǎn)電壓裝置輸出的功率信號(hào)，輸出待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形。

本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠檢測(cè)有功功率變送器暫態(tài)特性，滿(mǎn)足了有功功率變送器的暫態(tài)特性的檢測(cè)需求，適用于檢測(cè)有功功率變送器的暫態(tài)特性。

附圖說(shuō)明

圖1是具體實(shí)施方式一中的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法所采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是具體實(shí)施方式四中的0°合閘角三相永久故障下的錄波曲線；

圖3是具體實(shí)施方式四中的90°合閘角三相永久故障下的錄波曲線；

圖4是具體實(shí)施方式五中的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法所采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法，包括如下步驟：

基于ADPSS仿真系統(tǒng)建立發(fā)電廠模型，并模擬線路故障、斷路器跳閘及重合閘動(dòng)作；

高速錄波儀采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，輸出理論有功功率波形；

待測(cè)有功功率變送器采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，并將有功功率信號(hào)輸出給高速錄波儀；

高速錄波儀接收待測(cè)有功功率變送器輸出的功率信號(hào)，輸出待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形；

比較理論有功功率波形和待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形，完成檢測(cè)。

高速錄波儀和待測(cè)有功功率變送器采集的均是發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流的二次值。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，模擬的線路故障為0°合閘角情況下的三相永久故障或90°合閘角情況下的三相永久故障。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，重合閘動(dòng)作的重合時(shí)間為1s。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖2和圖3具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，所述發(fā)電機(jī)為1號(hào)發(fā)電機(jī)。

利用電廠真實(shí)數(shù)據(jù)在ADPSS中建立2×350MW發(fā)電廠模型，在其中一條升壓站出線最近端模擬線路故障，后備保護(hù)0.5s后動(dòng)作，線路雙側(cè)斷路器跳閘，單相故障時(shí)重合閘動(dòng)作(一般只投單重)，重合時(shí)間為1s。故障設(shè)置分為0°和90°合閘角情況下最嚴(yán)重故障，即三相永久故障。各有功功率變送器采集1號(hào)發(fā)電機(jī)定子電壓和定子電流來(lái)計(jì)算有功功率，有功功率變送器輸出信號(hào)接入高速錄波儀，經(jīng)變換折算成有功功率值，與理論有功功率曲線進(jìn)行對(duì)比分析。

圖2和圖3分別為0°合閘角和90°合閘角三相永久故障下的錄波曲線，同時(shí)檢測(cè)8臺(tái)有功功率變送器，8臺(tái)有功功率變送器的編號(hào)依次為P1至P8，括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容為有功功率變送器的型號(hào)，其中∑P3為理論有功功率波形，理論有功功率的計(jì)算采用三相三表法。表1為8臺(tái)待測(cè)有功功率變送器的連接方式及有功功率的計(jì)算方式。

表1 8臺(tái)待測(cè)有功功率變送器的連接方式及有功功率的計(jì)算方式

0°合閘角時(shí)在第0.180s故障發(fā)生，發(fā)電機(jī)有功功率開(kāi)始上升，第0.205s功率達(dá)到第一次峰值，為故障前功率的127.8％，然后在第0.225s功率下降到谷值，為故障前功率的0.101％，隨后功率又開(kāi)始爬升，在第0.765s到第二次峰值，該峰值是整個(gè)故障過(guò)程中的最大值，為故障前功率的142.801％，最后功率逐漸趨于穩(wěn)定，在第2.750s達(dá)到最終穩(wěn)態(tài)值。綜上，在故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機(jī)有功功率從0.180s開(kāi)始波動(dòng)，2.750s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.570s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為142.801％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為0.101％倍的故障前功率。從數(shù)據(jù)分析可以看出，相比其它故障，三相故障時(shí)功率波動(dòng)的趨勢(shì)較為一致，但波動(dòng)范圍最大，而且峰值產(chǎn)生在波動(dòng)過(guò)程中的后半段，也就是第二次峰值，同時(shí)谷值也幾乎下降到接近于0。

各有功功率變送器的波動(dòng)情況如下：

P1從0.204s開(kāi)始波動(dòng)，3.453s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為3.249s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為124.547％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為-3.286％倍的故障前功率。三相故障時(shí)P1波動(dòng)谷值更劇烈一些，出現(xiàn)了負(fù)值。

P2從0.213s開(kāi)始波動(dòng)，3.058s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.845s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值121.190％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為10.696％倍的故障前功率?？梢钥闯鋈喙收蠒r(shí)P2的谷值比較低。

P3從0.200s開(kāi)始波動(dòng)，3.020s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.820s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為121.190％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為10.696％倍的故障前功率。同樣P3的谷值很低。

P4從1.200s開(kāi)始波動(dòng)，3.020s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.820s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為142.307％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為3.147％倍的故障前功率。同樣P4的谷值很低。

P5從0.208s開(kāi)始波動(dòng)，3.090s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.882s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為135.294％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為5.483％倍的故障前功率。同樣P5的谷值很低。

P6從0.202s開(kāi)始波動(dòng)，3.261s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為3.059s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為124.361％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為4.533％倍的故障前功率。

P7的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不再分析。

P8從0.319s開(kāi)始波動(dòng)，3.395s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為3.076s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為102.627％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為0.020％倍的故障前功率。P8的谷值較低。

90°合閘角時(shí)，在第0.194s故障發(fā)生，發(fā)電機(jī)有功功率開(kāi)始上升，第0.205s功率達(dá)到第一次峰值，為故障前功率的127.8％，然后在第0.225s功率下降到谷值，為故障前功率的0.5％，隨后功率又開(kāi)始爬升，在第0.765s到第二次峰值，該峰值是整個(gè)故障過(guò)程中的最大值，為故障前功率的142.5％，最后功率逐漸趨于穩(wěn)定，在第2.666s達(dá)到最終穩(wěn)態(tài)值。綜上，在故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機(jī)有功功率從0.194s開(kāi)始波動(dòng)，2.666s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.472s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為142.5％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為0.5％倍的故障前功率。從數(shù)據(jù)分析可以看出，相比其它故障，三相故障時(shí)功率波動(dòng)的趨勢(shì)較為一致，但波動(dòng)范圍最大，而且峰值產(chǎn)生在波動(dòng)過(guò)程中的后半段，也就是第二次峰值，同時(shí)谷值也幾乎下降到接近于0。

各功功率變送器的波動(dòng)情況如下：

P1從0.212s開(kāi)始波動(dòng)，2.850s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.638s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為118.5％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為-0.3％倍的故障前功率。三相故障時(shí)P1波動(dòng)谷值更劇烈一些，出現(xiàn)了負(fù)值。

P2從0.219s開(kāi)始波動(dòng)，2.885s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.666s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值117.5％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為9.5％倍的故障前功率?？梢钥闯鋈喙收蠒r(shí)P2的谷值比較低。

P3從0.216s開(kāi)始波動(dòng)，2.773s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.557s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為141.2％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為2.4％倍的故障前功率。同樣P3的谷值很低。

P4從0.214s開(kāi)始波動(dòng)，2.716s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.502s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為141.2％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為1.9％倍的故障前功率。同樣P4的谷值很低。

P5從0.227s開(kāi)始波動(dòng)，2.824s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.597s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為134.2％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為4.4％倍的故障前功率。同樣P5的谷值很低。

P6從0.215s開(kāi)始波動(dòng)，2.996s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.781s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為150.2％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為-0.5％倍的故障前功率。P6的谷值出現(xiàn)負(fù)值。

P7的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不再分析。

P8從0.535s開(kāi)始波動(dòng)，3.154s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，持續(xù)時(shí)間為2.619s，在此過(guò)程中功率波動(dòng)最大值為130.6％倍的故障前功率，功率波動(dòng)最小值為13.0％倍的故障前功率。P8的谷值較低。

由以上錄波曲線和數(shù)據(jù)，可以看出在故障下，有功功率的變化曲線基本上相近，基本上是一個(gè)鋸齒狀的“U”形曲線，一般兩側(cè)是兩個(gè)尖峰，中間是谷底，其中第一個(gè)尖峰是瞬時(shí)的，持續(xù)時(shí)間很短，第二個(gè)尖峰比較平緩，逐漸會(huì)趨向于穩(wěn)定值。

一般在故障開(kāi)始后的0.01s左右功率變化會(huì)有產(chǎn)生第一個(gè)尖峰，這個(gè)值較大，然后瞬間下拉到谷值，這與故障類(lèi)型和故障合閘角有一定關(guān)系。

三相故障時(shí)由于故障類(lèi)型最為嚴(yán)重，功率波動(dòng)最大，所以整個(gè)谷底會(huì)拉的比較平，幾乎是一條直線，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，而其它故障時(shí)谷底基本上會(huì)是一個(gè)逐漸向上的斜線。

各模擬型有功功率變送器在50ms以?xún)?nèi)都能對(duì)起始的功率變化做出反應(yīng)，而數(shù)字型有功功率變送器響應(yīng)時(shí)間不夠穩(wěn)定，一般時(shí)間較長(zhǎng)，但精度比較高。有功功率變送器的響應(yīng)效果與接線形式、計(jì)算方式關(guān)系不大。

三相故障下，90°合閘角下ABC三相永久故障的功率波動(dòng)整個(gè)谷底比較平，而且會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，同樣故障開(kāi)始后的0.01s左右有一個(gè)較大峰谷值的波動(dòng)，P2、P6功率不能及時(shí)下降，所以整個(gè)功率的變化曲線呈“V”形曲線，谷值的產(chǎn)生也就延時(shí)到整個(gè)變化曲線的后半段，類(lèi)似畸變正弦曲線，而且波動(dòng)相對(duì)要更加劇烈一些。P1、P3、P4、P5整體依舊呈“U”形曲線，這幾臺(tái)有功功率變送器依舊沒(méi)有體現(xiàn)出0.01s這個(gè)峰值變化，但由于實(shí)際功率整個(gè)谷底比較平，而且會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，所以這幾臺(tái)變送器的谷值由于響應(yīng)時(shí)間的問(wèn)題產(chǎn)生在了曲線的后半段，其中P3、P4的響應(yīng)更快一些，P1、P5的響應(yīng)速度稍慢，所以曲線更加平滑一些。

本實(shí)施方式中，所用到的設(shè)備的型號(hào)具體為：繼電保護(hù)測(cè)試儀的型號(hào)為PL661，高速錄波儀的型號(hào)為T(mén)K8024，三相相位伏安表的型號(hào)為L(zhǎng)CT-CX304，高精度數(shù)字萬(wàn)用表的型號(hào)為8846A。

具體實(shí)施方式五：結(jié)合圖4具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一或二所述的一種基于ADPSS仿真系統(tǒng)的有功功率變送器暫態(tài)特性檢測(cè)方法作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，

待測(cè)有功功率變送器采集發(fā)電廠模型中發(fā)電機(jī)的定子電壓和定子電流，并將有功功率信號(hào)輸出給電流轉(zhuǎn)電壓裝置；

電流轉(zhuǎn)電壓裝置將表征有功功率信號(hào)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸出以電壓形式表征的有功功率信號(hào)；

高速錄波儀接收電流轉(zhuǎn)電壓裝置輸出的功率信號(hào)，輸出待測(cè)有功功率變送器測(cè)得的有功功率波形。

待測(cè)有功功率變送器輸出的功率信號(hào)是毫安級(jí)電流信號(hào)，電流轉(zhuǎn)電壓裝置將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為伏特級(jí)電壓信號(hào)。待測(cè)有功功率變送器輸出的是以電流形式表征的有功功率信號(hào)，而高速錄波儀的電流信號(hào)端口有限，通過(guò)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，可以將待測(cè)有功功率變送器與高速錄波儀的電壓信號(hào)端口連接。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

雖然在本文中參照了特定的實(shí)施方式來(lái)描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的原理和應(yīng)用的示例。因此應(yīng)該理解的是，可以對(duì)示例性的實(shí)施例進(jìn)行許多修改，并且可以設(shè)計(jì)出其他的布置，只要不偏離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)該理解的是，可以通過(guò)不同于原始權(quán)利要求所描述的方式來(lái)結(jié)合不同的從屬權(quán)利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結(jié)合單獨(dú)實(shí)施例所描述的特征可以使用在其他所述實(shí)施例中。