專利名稱：一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法
技術領域：
本發明涉及勵磁控制技術領域，特別是涉及一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法。
背景技術：
目前，發電機勵磁控制系統動態響應的檢測普遍采用參考電壓計算相加點疊加干 擾測試信號的方法，或者采用改變目標設定值的方法。如圖1所示，其中，干擾測試信號A 來源于外部試驗裝置(未圖示)，勵磁控制器20的目標設定值偏差計算器22，將電壓互感 器10獲得的同步電機系統30的機端電壓模擬量數字化后，將干擾測試信號A以數字方式 疊加，改變機端電壓與目標設定值之差在控制模塊21內參與運算的數值。或者通過人工改 變目標設定值偏差計算器22的目標設定值，以改變機端電壓與目標設定值之差在控制模 塊21內參與運算的數值，模擬因機端電壓變化造成的機端電壓與目標設定值之差的變化， 即模擬同步電機系統30的機端電壓突變或擾動的情況，判斷擾動信號引起的勵磁控制系 統的動態響應過程。少數勵磁控制器具有自動測試功能模塊，但只能由設備廠家人員才能開啟，操作 不具備開放性，在測試結束后必須關閉，否則影響勵磁控制器的正常運行。多數勵磁控制器 仍然需要外部輸入干擾測試信號，并由人工控制，由于不同勵磁控制器的差異較大，測試過 程依賴于設備廠家人員及測試人員的操作。且測試過程需外部接入的信號較多，現場接入 條件艱苦不便于在線測試，而且過多依賴人工操作的危險性較大，極易引發安全事故。同 時，開展測試活動的條件受機組生產計劃、人員安排、電網運行等諸多因素限制。因此，提供一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，無需人工改變勵磁控制 器的目標設定值或外部輸入干擾測試信號，不影響勵磁控制系統的運行狀態，同時，避免外 部干擾測試信號的在線接入存在的風險，解決現有勵磁控制系統動態響應的檢測過程對設 備廠家人員依賴的問題，使測試過程在線化、自動化，不受機組生產計劃、人員安排、電網運 行等因素限制，是十分必要的。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法， 以解決現有勵磁控制系統動態響應的檢測過程對設備廠家人員依賴的問題，使測試過程在 線化、自動化。本發明所要解決的另一技術問題是提供一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測 方法，避免外部干擾測試信號的在線接入存在的風險，同時使測試活動可以不受機組生產 計劃、人員安排、電網運行等因素限制。有鑒于此，本發明提供一種勵磁控制器動態響應的在線檢測方法，包括如下步驟 1)通過電壓互感器，獲得原始量測信號；2)將所述原始量測信號傳輸至隔離測量與信號疊 加模塊，通過所述隔離測量與信號疊加模塊對所述原始量測信號進行合成，獲得量測信號；3)將所述量測信號傳輸至勵磁控制器，通過所述勵磁控制器比較所述量測信號與目標設定 值，產生比較結果；4)所述勵磁控制器根據所述比較結果調節同步電機系統的輸出；5)根 據所述同步電機系統的輸出檢測所述勵磁控制系統的動態響應。進一步的，所述隔離測量與信號疊加模塊包括隔離測量模塊、信號合成模塊以及 信號還原模塊。進一步的，所述步驟2)具體包括以下步驟a)將所述原始量測信號傳輸至所述 隔離測量模塊，所述隔離測量模塊對所述原始量測信號進行測量和隔離，形成第一信號；b) 通過所述信號合成模塊對所述第一信號進行合成，形成第二信號；c)將所述第二信號傳輸 至所述還原模塊，所述還原模塊將所述第二信號還原為所述量測信號。
進一步的，所述勵磁控制器包括控制模塊以及目標設定值偏差計算器。進一步的，在所述步驟3)中，將所述量測信號傳輸至所述目標設定值偏差計算 器，比較所述量測信號與所述目標設定值，產生所述比較結果。進一步的，在所述步驟4)中，所述控制模塊根據所述比較結果調節所述同步電機 系統的輸出。進一步的，在所述步驟2)中，輸入輸出時延小于或者等于1ms。進一步的，在所述步驟2)中，所述隔離測量與信號疊加模塊的數據分辨率高于所 述勵磁控制器的性能指標一個等級。進一步的，在所述步驟2)中，所述隔離測量與信號疊加模塊的數據精度高于所述 勵磁控制器的性能指標一個等級。進一步的，所述步驟2)的合成步驟為慣性環節。本發明所揭露的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，通過隔離測量與信號疊 加模塊對原始量測信號進行合成處理，直接模擬機端電壓的變化，更加容易分析判斷擾動 信號引起的勵磁控制系統的動態響應過程，且無需人工改變勵磁控制器的目標設定值或人 工接入干擾測試信號，避免人工操作所帶來的危險，減少了對設備廠家人員操作的依賴，便 于實現檢測過程的在線自動化，不影響勵磁控制系統的運行狀態，不受機組生產計劃、人員 安排、電網運行等諸多因素限制，在任何預設條件滿足的情況下自動完成檢測活動。


圖1為現有技術的勵磁控制系統動態響應的檢測方法所使用的勵磁控制系統的 示意圖；圖2為本發明一實施例所提出的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法所使用 的勵磁控制系統的示意圖；圖3為本發明一實施例所提出的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法的流程 圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、特征更明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作 進一步的說明。具體請參考圖2，勵磁控制系統包括電壓互感器100、隔離測量與信號疊加模塊200、勵磁控制器300以及同步電機系統400，其中，隔離測量與信號疊加模塊200包括隔離 測量模塊210、信號合成模塊220以及信號還原模塊230，勵磁控制器300包括目標設定值 偏差計算器310以及控制模塊320。本發明一實施例所提供的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，主要包括如下 步驟通過電壓互感器100，獲得原始量測信號a ；將原始量測信號a傳輸至隔離測量與信 號疊加模塊200，通過隔離測量與信號疊加模塊200對原始量測信號a進行合成，獲得量測 信號d ；將量測信號d傳輸至勵磁控制器300，通過勵磁控制器300比較量測信號d與目標 設定值，產生比較結果；勵磁控制器300根據所述比較結果調節同步電機系統400的輸出； 根據同步電機系統400的輸出檢測所述勵磁控制系統的動態響應。其中，隔離測量與信號疊加模塊200對原始量測信號a合成的環節為快速響應環 節，其響應速度不影響勵磁控制系統動態響應特性，優選的，其輸入輸出時延小于或者等于 Ims0進一步的，隔離測量與信號疊加模塊200對原始量測信號a合成的環節，在無需進 行信號合成時，其對整個勵磁控制系統為一可忽略的慣性環節。此外，隔離測量與信號疊加模塊200對原始量測信號a合成的環節為一高精度的 輸入輸出環節，隔離測量與信號疊加模塊200的數據分辨率高于勵磁控制器300的性能指 標一個等級，隔離測量與信號疊加模塊200的數據精度高于勵磁控制器300的性能指標一 個等級。請繼續參考圖3，所述勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法具體包括以下步 驟Sl 通過電壓互感器100，獲得原始量測信號a。其中，電壓互感器100用以測量同步電機系統400的機端電壓，即測量同步電機系 統400的定子出口電壓，并將所述定子出口電壓轉換為勵磁控制器300所需的原始量測信號a。S2 將所述原始量測信號a傳輸至隔離測量模塊210，隔離測量模塊210對原始量 測信號a進行測量和隔離，形成第一信號b。其中，隔離測量模塊210用以對原始量測信號a進行隔離與測量，由于電壓互感器 100的制作原理為電磁感應，因此其副邊的信號可以傳導到原邊，會對原始量測信號a造成 污染，并極有可能影響電力系統的正常運行，隔離測量模塊210可起到隔離作用。同時，將 原始量測信號a轉化為第一信號b，所述第一信號b為便于信號合成模塊220處理的數字信 號形式。S3 通過信號合成模塊220對第一信號b進行合成，形成第二信號C。其中，信號合成模塊220為加法器，對第一信號b進行合成處理，即對第一信號b 造成預期的影響，直接模擬電網運行的異常情況，即模擬同步電機系統400的機端電壓突 變或擾動的情況，直接檢測因機端電壓突變或擾動引起的勵磁控制系統的動態響應過程， 更加容易分析判斷擾動信號引起的勵磁控制系統的動態響應過程，且無需人工接入干擾測 試信號，避免人工操作所帶來的危險。S4 將第二信號c傳輸至還原模塊230，還原模塊230將第二信號c還原為量測信 號d。
其中，還原模塊230用以將第二信號c還原至勵磁控制器300可接收的信號形式，例如將第二信號c還原為模擬信號形式的量測信號d。S5 將量測信號d傳輸至目標設定值偏差計算器310，比較量測信號d與目標設定 值，產生比較結果。本發明所提供的檢測方法無需通過目標設定值偏差計算器310，人工改變勵磁控 制器300的目標設定值，或人工接入干擾測試信號，以模擬機端電壓的突變或擾動，避免人 工操作所帶來的危險，且不影響勵磁控制系統的運行狀態，不受機組生產計劃、人員安排、 電網運行等諸多因素限制，在任何預設條件滿足的情況下自動完成檢測活動。S6 控制模塊320根據所述比較結果調節同步電機系統400的輸出。其中，勵磁控制器300的控制模塊320根據所述比較結果調節同步電機系統400 輸出的機端電壓。S7 根據同步電機系統400的輸出檢測勵磁控制系統的動態響應。其中，根據同步電機系統400輸出的機端電壓檢測勵磁控制系統的動態響應。綜上所述，本發明揭露了一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，通過隔離 測量與信號疊加模塊對原始量測信號進行合成處理，直接模擬機端電壓的突變或擾動，更 加容易分析判斷擾動信號引起的勵磁控制系統的動態響應過程，且無需人工改變勵磁控制 器的目標設定值或人工接入干擾測試信號，避免人工操作所帶來的危險，減少了對設備廠 家人員操作的依賴，便于實現檢測過程的在線自動化控制，不影響勵磁控制系統的運行狀 態，不受機組生產計劃、人員安排、電網運行等諸多因素限制，在任何預設條件滿足的情況 下自動完成檢測活動。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟習此技 術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍 當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，包括如下步驟1)通過電壓互感器，獲得原始量測信號；2)將所述原始量測信號傳輸至隔離測量與信號疊加模塊，通過所述隔離測量與信號疊加模塊對所述原始量測信號進行合成，獲得量測信號；3)將所述量測信號傳輸至勵磁控制器，通過所述勵磁控制器比較所述量測信號與目標設定值，產生比較結果；4)所述勵磁控制器根據所述比較結果調節同步電機系統的輸出；5)根據所述同步電機系統的輸出檢測所述勵磁控制系統的動態響應。
2.根據權利要求1所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，所述 隔離測量與信號疊加模塊包括隔離測量模塊、信號合成模塊以及信號還原模塊。
3.根據權利要求2所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，所述 步驟2)具體包括以下步驟a)將所述原始量測信號傳輸至所述隔離測量模塊，所述隔離測量模塊對所述原始量測 信號進行測量和隔離，形成第一信號；b)通過所述信號合成模塊對所述第一信號進行合成，形成第二信號；c)將所述第二信號傳輸至所述還原模塊，所述還原模塊將所述第二信號還原為所述量 測信號。
4.根據權利要求1所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，所述 勵磁控制器包括控制模塊以及目標設定值偏差計算器。
5.根據權利要求4所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，在所 述步驟3)中，將所述量測信號傳輸至所述目標設定值偏差計算器，比較所述量測信號與所 述目標設定值，產生所述比較結果。
6.根據權利要求5所述的勵磁控制器動態響應的在線檢測方法，其特征在于，在所述 步驟4)中，所述控制模塊根據所述比較結果調節所述同步電機系統的輸出。
7.根據權利要求1所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，在所 述步驟2)中，輸入輸出時延小于或者等于lms。
8.根據權利要求1所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，在所 述步驟2)中，所述隔離測量與信號疊加模塊的數據分辨率高于所述勵磁控制器的性能指 標一個等級。
9.根據權利要求1所述的勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，其特征在于，在所 述步驟2)中，所述隔離測量與信號疊加模塊的數據精度高于所述勵磁控制器的性能指標一個等級。
10.根據權利要求1所述的勵磁控制器動態響應的在線檢測方法，其特征在于，所述步 驟2)的合成步驟為慣性環節。
全文摘要
本發明揭露了一種勵磁控制系統動態響應的在線檢測方法，包括如下步驟通過電壓互感器，獲得原始量測信號；將所述原始量測信號傳輸至隔離測量與信號疊加模塊，通過所述隔離測量與信號疊加模塊對所述原始量測信號進行合成，獲得量測信號；將所述量測信號傳輸至勵磁控制器，通過所述勵磁控制器比較所述量測信號與目標設定值，產生比較結果；所述勵磁控制器根據所述比較結果調節同步電機系統的輸出；根據所述同步電機系統的輸出檢測所述勵磁控制系統的動態響應。
文檔編號H02P6/00GK101833025SQ200910047400
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者張健, 徐光昶, 郭強 申請人:華東電力試驗研究院有限公司