[go: up one dir, main page]

RU2848701C1 - System for determining the parameters of an adaptive model of a synchronous generator in real time - Google Patents

System for determining the parameters of an adaptive model of a synchronous generator in real time

Info

Publication number
RU2848701C1
RU2848701C1 RU2025104640A RU2025104640A RU2848701C1 RU 2848701 C1 RU2848701 C1 RU 2848701C1 RU 2025104640 A RU2025104640 A RU 2025104640A RU 2025104640 A RU2025104640 A RU 2025104640A RU 2848701 C1 RU2848701 C1 RU 2848701C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parameters
synchronous generator
adaptive model
mode parameters
recorder
Prior art date
Application number
RU2025104640A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Дмитриевич Сенюк
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС") filed Critical Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС")
Application granted granted Critical
Publication of RU2848701C1 publication Critical patent/RU2848701C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical power engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in operational dispatch and emergency control systems to determine the parameters of an adaptive model of a synchronous generator (SG) in real time based on measurements of instantaneous voltage and current values in alternating current power systems (ACPS) and the angular position of the rotor and/or the angular velocity of the SG rotor. The technical result is achieved by the fact that the system for determining the parameters of the adaptive model of the SG in real time in AC power systems contains a digital current and voltage recorder installed at a controlled point of the power system, a set of computing means and an output recorder. The computing complex contains a unit for calculating the parameters of the adaptive model of the SG in real time, and its output is connected to the input of the output recorder. The recorder displays the values of the calculated instantaneous parameters and has a digital interface for transmitting data to other systems for use in power system control tasks.
EFFECT: technical result of the invention is the determination in real time of the parameters of the adaptive model of the SG (SG load angle, inductive resistances along the longitudinal and transverse axes, resistances of the direct, reverse and zero sequences, Potier inductive resistance, electromagnetic torque, specific synchronising torque, moment of inertia of rotating masses, slip) for subsequent use in other systems (emergency automation, transient monitoring), as well as for further calculations of the static and dynamic characteristics of power system equipment.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах оперативно-диспетчерского и противоаварийного управления для определения параметров синхронных машин и в частности синхронных генераторов (СГ) в электроэнергетических системах переменного тока (ЭЭС).The invention relates to the electric power industry and can be used in operational dispatch and emergency control systems for determining the parameters of synchronous machines and, in particular, synchronous generators (SG) in alternating current electric power systems (ACPS).

Уровень техникиState of the art

Для исследования динамических процессов в нелинейных системах (как в ЭЭС в целом, так и в СГ, в частности) актуальной является задача определения параметров СГ в реальном масштабе времени по результатам измерений параметров режима работы СГ.For the study of dynamic processes in nonlinear systems (both in EPS in general and in SG in particular), the task of determining SG parameters in real time based on the results of measurements of SG operating mode parameters is relevant.

Параметры СГ, определяемые при проведении испытаний методами, установленными в нормативно-технической документации, соответствуют режимам работы СГ, в которых они определяются [1-3].The parameters of the SG, determined during testing using methods established in the regulatory and technical documentation, correspond to the operating modes of the SG in which they are determined [1-3].

Электрические параметры СГ изменяются при изменении режима работы СГ в условиях эксплуатации. На значение величин параметров СГ оказывает влияние его техническое состояние.The electrical parameters of the SG change as the SG operating mode changes under operating conditions. The SG's technical condition affects its parameter values.

Для определения параметров СГ может быть применена модель СГ простой структуры, параметры которой будут определяться для текущего эксплуатационного режима работы СГ (далее - адаптивная модель) [4, 5].To determine the parameters of the SG, a simple structure SG model can be used, the parameters of which will be determined for the current operating mode of the SG (hereinafter referred to as the adaptive model) [4, 5].

Определение параметров адаптивной модели СГ в ходе электромеханического переходного процесса позволит использовать их значения в системах оперативно-диспетчерского и противоаварийного управления для решения задачи выявления отклонений в техническом состоянии СГ и планировать мероприятия по восстановлению технического состояния СГ.Determining the parameters of the adaptive model of the SG during the electromechanical transient process will allow their values to be used in operational dispatch and emergency control systems to solve the problem of identifying deviations in the technical condition of the SG and planning measures to restore the technical condition of the SG.

В настоящее время в ЕЭС России находится в эксплуатации система мониторинга системных регуляторов, которая выполняет контроль работоспособности устройств автоматического регулирования возбуждения и систем возбуждения при управлении режимами ЭЭС, по данным текущей регистрации параметров режима работы генераторов в различных режимах работы - эксплуатационных, аварийных, особых (режим ограничения минимального возбуждения и режим ограничения двукратного значения тока ротора) (RU 132637 Ul, H02J3/24, H02J 13/00, 20.09.2013).Currently, the Unified Energy System of Russia operates a system for monitoring system regulators, which monitors the performance of automatic excitation control devices and excitation systems when managing EPS modes, based on the current recording of generator operating mode parameters in various operating modes - operational, emergency, special (minimum excitation limitation mode and double rotor current limitation mode) (RU 132637 Ul, H02J3/24, H02J 13/00, 20.09.2013).

Для сбора и первичной обработки информации применяются устройства синхронизированных векторных измерений (УСВИ). Функциями УСВИ являются выполнение с нормированной точностью измерений синхронизированных векторов токов и напряжений (и других электрических параметров в однозначно определенные с помощью глобальных навигационных спутниковых систем моменты времени и передача результатов измерений в концентраторы синхронизированных векторных данных [6].Synchronized vector measurement devices (SVMD) are used to collect and primarily process information. The SVMD functions include performing, with standardized accuracy, measurements of synchronized current and voltage vectors (and other electrical parameters) at points in time that are clearly defined using global navigation satellite systems, and transmitting the measurement results to synchronized vector data concentrators [6].

Известна также принимаемая за прототип Система определения синхронизирующей мощности синхронной машины, предназначенная для определения синхронизирующей мощности синхронных машин в режиме реального времени на основе измерений параметров электрического режима и параметров работы синхронных машин в электроэнергетических системах переменного тока, включающая цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров работы синхронной машины, установленный в контролируемой точке энергосистемы; комплекс вычислительных средств и выходной регистратор, содержащий человеко-машинный интерфейс (RU 2564539 CI, H02J3/24, 01.10.2014).Also known is a System for Determining the Synchronizing Power of a Synchronous Machine, which is taken as a prototype and is intended for determining the synchronizing power of synchronous machines in real time based on measurements of the electrical mode parameters and operating parameters of synchronous machines in AC power systems, including a digital recorder of electrical mode parameters and operating parameters of a synchronous machine, installed at a controlled point in the power system; a set of computing means and an output recorder containing a human-machine interface (RU 2564539 CI, H02J3/24, 01.10.2014).

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Технический результат изобретения - по данным измерений токов и напряжений в контролируемой точке ЭЭС определение в реальном масштабе времени параметров адаптивной модели СГ (угол нагрузки СГ, индуктивные сопротивления по продольной оси и по поперечной оси, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности, индуктивное сопротивление Потье, электромагнитный момент, удельный синхронизирующий момент, момент инерции вращающихся масс, скольжение) для последующего их использования в других системах (противоаварийной автоматики, системах мониторинга переходных режимов - СМПР), а также для дальнейших расчетов статических и динамических характеристик оборудования ЭЭС.The technical result of the invention is the determination in real time, based on the data of current and voltage measurements at a controlled point of the EPS, of the parameters of the adaptive model of the SG (SG load angle, inductive resistances along the longitudinal axis and along the transverse axis, resistances of direct, negative and zero sequence, Potier inductive resistance, electromagnetic torque, specific synchronizing torque, moment of inertia of rotating masses, slip) for their subsequent use in other systems (emergency control systems, transient mode monitoring systems - TMMS), as well as for further calculations of the static and dynamic characteristics of the EPS equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что система определения мгновенных значений параметров адаптивной модели СГ, как и прототип, содержит последовательно соединенные между собой:The specified technical result is achieved by the fact that the system for determining instantaneous values of the parameters of the adaptive model of the SG, like the prototype, contains the following connected in series:

- цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров режима работы СГ, который осуществляет запись измеряемых параметров работы СГ (напряжение и ток на зажимах обмотки якоря СГ, напряжение и ток обмотки возбуждения, угол положения ротора СГ), осуществляет формирование векторов синхронизированных векторных измерений параметров режима СГ;- a digital recorder of electrical mode parameters and SG operating mode parameters, which records the measured SG operating parameters (voltage and current at the terminals of the SG armature winding, voltage and current of the excitation winding, SG rotor position angle), and generates vectors of synchronized vector measurements of SG operating mode parameters;

- комплекс вычислительных средств, включающий блок контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров режима работы СГ, блок хранения параметров и характеристик СГ, расчетный блок (блок расчета синхронизирующей мощности в прототипе); - a set of computing tools, including a unit for monitoring the composition of measurements received from a digital recorder of electrical mode parameters and operating mode parameters of the SG, a unit for storing SG parameters and characteristics, a calculation unit (a unit for calculating synchronizing power in the prototype);

- выходной регистратор, содержащий человеко-машинный интерфейс, отображающий значения вычисленных параметров. В отличие от прототипа цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров режима работы СГ дополнительно регистрирует частоту вращения или угловую скорость вращения ротора СГ и формирует векторы параметров электрического режима и параметров работы СГ с частотой дискретизации аналого-цифрового преобразователя УСВИ. В качестве расчетного блока применяется блок расчета параметров адаптивной модели СГ, в котором на основании выполненных цифровым регистратором измерений параметров электрического режима и параметров режима работы СГ осуществляется расчет значений следующих параметров адаптивной модели СГ: угол нагрузки синхронной машины, индуктивные сопротивления по продольной оси и по поперечной оси, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности, индуктивное сопротивление Потье, электромагнитный момент, удельный синхронизирующий момент, момент инерции вращающихся масс, скольжение.- an output recorder containing a human-machine interface displaying the values of the calculated parameters. Unlike the prototype, the digital recorder of electrical mode parameters and SG operating mode parameters additionally records the rotational speed or angular velocity of the SG rotor and generates vectors of electrical mode parameters and SG operating parameters with the sampling frequency of the analog-to-digital converter (ADC). A block for calculating the parameters of the SG adaptive model is used as a calculation unit. In this unit, the values of the following parameters of the SG adaptive model are calculated based on the measurements of the electrical mode parameters and SG operating mode parameters performed by the digital recorder: synchronous machine load angle, inductive reactances along the longitudinal axis and along the transverse axis, positive, negative, and zero-sequence resistances, Potier inductive reactance, electromagnetic torque, specific synchronizing torque, moment of inertia of rotating masses, and slip.

Выходной регистратор дополнительно содержит цифровой интерфейс для передачи данных в другие системы для использования их в задачах управления ЭЭС.The output recorder additionally contains a digital interface for transmitting data to other systems for use in power system control tasks.

Предлагаемая система определения параметров адаптивной модели СГ использует технологию синхронизированных векторных измерений, в результате применения которой напряжения и токи представляются в виде векторов в системе координат, вращающейся со скоростью, соответствующей частоте переменного тока. Такая технология используется, в частности, и в устройствах СМПР.The proposed system for determining the parameters of the adaptive SG model uses synchronized vector measurement technology, which results in voltages and currents being represented as vectors in a coordinate system rotating at a speed corresponding to the alternating current frequency. This technology is also used, in particular, in SMPR devices.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Блок-схема системы определения в реальном масштабе времени параметров адаптивной модели СГ представлена на рисунке. Заявляемая система содержит:The block diagram of the system for real-time determination of the parameters of the adaptive model of the SG is shown in the figure. The proposed system includes:

- цифровой регистратор 1 параметров электрического режима и параметров режима работы СГ;- digital recorder 1 of electrical mode parameters and SG operating mode parameters;

- комплекс вычислительных средств, включающий:- a set of computing tools, including:

• блок 2 контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров режима работы СГ,• block 2 for monitoring the composition of measurements received from the digital recorder of electrical mode parameters and operating mode parameters of the SG,

• блок 3 хранения параметров и характеристик СГ,• block 3 for storing parameters and characteristics of the SG,

• блок 4 расчета параметров адаптивной модели СГ;• block 4 for calculating the parameters of the adaptive model of the SG;

- выходной регистратор 5 с человеко-машинным и цифровым интерфейсами.- output recorder 5 with human-machine and digital interfaces.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Измеряемые величины включают электрические параметры, измеряемые УСВИ в соответствии с требованиями стандарта [6], сигналы углового положения ротора и/или частоты вращения или угловой скорости вращения ротора СГ.The measured values include electrical parameters measured by the measuring instrument in accordance with the requirements of the standard [6], signals of the angular position of the rotor and/or the rotation frequency or angular speed of the rotor of the SG.

На входы цифрового регистратора 1 поступают сигналы соответствующих параметров от штатных датчиков тока (ТТ) и напряжения (ТН) каждой из трех фаз в контролируемой точке ЭЭС (точка присоединения СГ к шинам станции), напряжения и тока обмотки возбуждения (F), датчиков углового положения ротора (Ang) и/или частоты вращения или угловой скорости вращения ротора СГ (N).The inputs of digital recorder 1 receive signals of the corresponding parameters from standard current sensors (CT) and voltage sensors (VT) of each of the three phases at the controlled point of the EPS (the point of connection of the SG to the station busbars), voltage and current of the excitation winding (F), sensors of the angular position of the rotor (Ang) and/or the rotation frequency or angular speed of the rotor of the SG (N).

Данные параметры подвергаются оцифровке и на выходе цифрового регистратора 1 формируются дискретные сигналы, с частотой дискретизации (частота взятия выборок измеряемых сигналов) аналого-цифрового преобразователя УСВИ.These parameters are digitalized and discrete signals are generated at the output of digital recorder 1, with the sampling frequency (the frequency of taking samples of the measured signals) of the analog-to-digital converter (ADC).

Полученные сигналы подаются на вход блока 2, где реализуется определение наличия измерений, необходимых для вычислений параметров адаптивной модели СГ в блоке 4.The received signals are fed to the input of block 2, where the presence of measurements required for calculating the parameters of the adaptive model of the SG in block 4 is determined.

Вход блока 2 соединен с выходом цифрового регистратора 1.The input of block 2 is connected to the output of digital recorder 1.

Блок 2 имеет два выхода.Block 2 has two outputs.

Выход, обозначенный «Д», задействуется в случае наличия всех измерений, необходимых для расчета параметров адаптивной модели СГ:The output marked "D" is activated if all measurements necessary for calculating the parameters of the adaptive model of the SG are available:

- векторы электрических напряжений и токов фаз обмотки якоря;- vectors of electrical voltages and currents of the armature winding phases;

- углового положения ротора (Ang);- angular position of the rotor (Ang);

- угловой скорости вращения поля статора;- angular velocity of rotation of the stator field;

- угловой скорости вращения ротора СГ.- angular velocity of rotation of the SG rotor.

Выход, обозначенный «Н», задействуется в случае отсутствия какого-либо из измерений, необходимых для расчета параметров адаптивной модели СГ.The output marked "H" is activated in the event of the absence of any of the measurements required to calculate the parameters of the adaptive model of the SG.

Выход «Д» блока 2 соединен со входом блока 4. На выход «Д» подаются данные измерений, необходимых для расчета параметров адаптивной модели СГ.Output "D" of block 2 is connected to the input of block 4. Output "D" is supplied with measurement data required for calculating the parameters of the adaptive model of the SG.

Выход «Н» блока 2 соединен со входом блока 3. На выход «Н» подаются данные имеющихся измерений и информация об отсутствующих измерениях, необходимых для расчета параметров адаптивной модели СГ.Output "H" of block 2 is connected to the input of block 3. Output "H" is fed with data from existing measurements and information about missing measurements required to calculate the parameters of the adaptive model of the SG.

В блоке 3 хранятся проектные и/или экспериментальные параметры и характеристики СГ:Block 3 stores the design and/or experimental parameters and characteristics of the SG:

- число пар полюсов;- number of pole pairs;

- паспортные значения электрических напряжений и токов обмотки якоря и обмотки возбуждения;- rated values of electrical voltages and currents of the armature winding and excitation winding;

- активные сопротивления обмоток;- active resistance of windings;

- обмоточные данные обмоток;- winding data of the windings;

- характеристика холостого хода;- idle speed characteristic;

- характеристика 3-фазного короткого замыкания;- characteristic of 3-phase short circuit;

- индуктивная нагрузочная характеристика. Выход блока 3 соединен со входом блока 4.- inductive load characteristic. The output of block 3 is connected to the input of block 4.

В блоке 4 выполняется расчет параметров адаптивной модели СГ. Работа блока 4 основана на применении решений следующих уравнений:Block 4 calculates the parameters of the adaptive SG model. Block 4's operation is based on the solutions of the following equations:

- уравнение движения ротора [4]:- equation of rotor motion [4]:

где J - момент инерции ротора [кг-м];where J is the moment of inertia of the rotor [kg-m];

- первая производная угловой скорости вращения ротора Ω по времени t; - the first derivative of the angular velocity of rotation of the rotor Ω with respect to time t;

T - время [с];T - time [s];

Ω - угловая скорость вращения ротора [рад/с];Ω - angular velocity of rotor rotation [rad/s];

- первая производная момента инерции ротора J по величине угла поворота ротора γ; - the first derivative of the moment of inertia of the rotor J with respect to the magnitude of the rotor rotation angle γ;

γ - угол положения (поворота) ротора [рад]; γ - angle of position (rotation) of the rotor [rad];

МТ - механический момент турбины [Н-м]; М Т – mechanical torque of turbine [N-m];

МСГ - механический момент СГ [Н-м].M SG - mechanical moment SG [N-m].

Для случая, когда принято, что J=const, производная уравнение движения для ротора СГ упрощается:For the case when it is assumed that J=const, the derivative the equation of motion for the SG rotor is simplified:

-уравнения Парка-Горева для динамического режима и статического режима [7, 8]:- Park-Gorev equations for the dynamic mode and static mode [7, 8]:

гдеWhere

ψd=Ld⋅id+Lad⋅if+Lad⋅iкd;ψ d =L d ⋅i d +L ad ⋅i f +L ad ⋅i kd ;

ψq =Lq⋅iq+Laq⋅iкq,ψ q =L q ⋅i q +L aq ⋅i kq ,

ψf=Lad⋅id+(Lad+L)⋅if+Lad-iкd;ψ f =L ad ⋅i d +(L ad +L )⋅i f +L ad -i kd ;

ψкd =Lad⋅id+Lad⋅if+(Lad+LKdσ)⋅iKd;ψ кd =L ad ⋅i d +L ad ⋅i f +(L ad +L Kdσ )⋅i Kd ;

ψкq =Laq⋅iq+(Laq+LKqa)⋅iкq ψ кq = L aq ⋅i q +(L aq +L Kqa )⋅i кq

ud, uq, id, ψd, ψq - составляющие напряжения, тока, потокосцепления по осям d и q соответственно; u d , u q , i d , ψ d , ψ q - components of voltage, current, and flux linkage along the d and q axes, respectively;

R - активное сопротивление фазы обмотки якоря; R - active resistance of the armature winding phase;

γ - угол положения (поворота) ротора;γ - angle of position (rotation) of the rotor;

uf, if, ψf, Rf - напряжение, ток, потокосцепление и активное сопротивление приведенной обмотки возбуждения по оси d;u f , i f , ψ f , R f - voltage, current, flux linkage and active resistance of the reduced excitation winding along the d-axis;

uкd, uкq, iкd,iкq, ψкd, ψKq, RKd, RKq - напряжение, ток, потокосцепление и активное сопротивление приведенной демпферной обмотки по осям d и q соответственно;u kd , u kq , i kd ,i kq , ψ kd , ψ Kq , R Kd , R Kq - voltage, current, flux linkage and active resistance of the reduced damper winding along the d and q axes, respectively;

Ld, Lq - полные индуктивности якоря по продольной и поперечной осям;L d , L q - total inductances of the armature along the longitudinal and transverse axes;

Lad, Laq - главные индуктивности якоря по продольной и поперечной осям;L ad , L aq - main inductances of the armature along the longitudinal and transverse axes;

L - индуктивность рассеяния приведенной обмотки возбуждения;L is the leakage inductance of the reduced excitation winding;

LKdσ, LKqσ - индуктивности рассеяния приведенной демпферной обмотки по продольной и поперечной осям; L Kdσ , L Kqσ - leakage inductances of the reduced damper winding along the longitudinal and transverse axes;

-упрощенное уравнение равновесия электрических напряжений для статического режима [7, 8]: - a simplified equation of electrical voltage equilibrium for static conditions [7, 8]:

где - вектор ЭДС возбуждения, индуцируемой в фазе обмотки якоря полем взаимоиндукции от МДС возбуждения; Where - the vector of excitation EMF induced in the armature winding phase by the mutual induction field from the excitation MMF;

Ů - вектор напряжения на выводах обмотки якоря; Ů - voltage vector at the terminals of the armature winding;

İ, İ d, İq - вектор тока, составляющие вектора тока по продольной оси и по поперечной оси соответственно; İ, İ d, İq - current vector, components of the current vector along the longitudinal axis and along the transverse axis, respectively;

R - активное сопротивление фазы обмотки якоря;R - active resistance of the armature winding phase;

Хр - индуктивное сопротивление Потье или номинальное значение (расчетное или определенное экспериментально) индуктивное сопротивления рассеяния обмотки якоря;Хр - Potier inductive resistance or nominal value (calculated or determined experimentally) of the inductive resistance of the armature winding;

Xad - синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси;Xad is the synchronous inductive resistance of the armature reaction along the longitudinal axis;

Xaq - синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси;Xaq is the synchronous inductive resistance of the armature reaction along the transverse axis;

Xd - синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси; Xd - synchronous inductive resistance along the longitudinal axis;

Xq - синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси;Xq - synchronous inductive reactance along the transverse axis;

- уравнение равновесия МДС [3, 7, 8]:- equilibrium equation of magnetomotive force [3, 7, 8]:

где - результирующий вектор МДС; Where - the resulting vector of the magnetomotive force;

- вектор МДС обмотки возбуждения СГ; - vector of magnetomotive force of the excitation winding of the SG;

- вектор МДС возбуждения эквивалентной МДС обмотки якоря СГ Fam; - the excitation vector of the equivalent magnetomotive force of the armature winding of the SG Fam;

- уравнения электромагнитного момента и удельного синхронизирующего момента, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности метода симметричных составляющих для анализа несимметричных режимов [7, 8].- equations of electromagnetic moment and specific synchronizing moment, resistance of direct, reverse and zero sequence of the method of symmetric components for the analysis of asymmetric modes [7, 8].

Система позволяет вычислять мгновенные значения параметров в эксплуатационных статических и динамических режимах работы СГ.The system allows calculating instantaneous values of parameters in operational static and dynamic modes of the SG.

Вычисленные параметры адаптивной модели СГ имеют частоту дискретизации аналого-цифрового преобразователя УСВИ. Работа блока 4 осуществляется в реальном масштабе времени, что подтверждено результатами экспериментов.The calculated parameters of the adaptive model of the SG have the sampling frequency of the analog-to-digital converter (ADC). Unit 4 operates in real time, as confirmed by experimental results.

Алгоритм вычисления мгновенных значений параметров адаптивной модели СГ включает в себя следующие шаги:The algorithm for calculating instantaneous values of the parameters of the adaptive model of the SG includes the following steps:

- расчет угла нагрузки синхронной машины;- calculation of the load angle of a synchronous machine;

- определение значений индуктивных сопротивлений:- determination of inductive resistance values:

• расчет индуктивного сопротивления Потье СГ;• calculation of inductive resistance of Potier SG;

• расчет индуктивного сопротивления соответственно:• calculation of inductive resistance accordingly:

в стационарном режиме - Xq, Xd, in steady state - X q , X d ,

в сверхпереходном режиме - Xq", Xd", in the super-transient mode - Xq", Xd",

в переходном режиме - Xq', Xd'; in transition mode - Xq', Xd';

- определение составляющих векторов прямой, обратной, нулевой последовательности для электрических напряжений и силы электрического тока обмотки статора СГ;- determination of the components of the direct, reverse, and zero sequence vectors for electrical voltages and electric current of the SG stator winding;

- расчет сопротивлений прямой, обратной, нулевой последовательности;- calculation of resistances of direct, reverse, zero sequence;

- расчет электромагнитной мощности и электромагнитного момента СГ;- calculation of electromagnetic power and electromagnetic moment of the SG;

- расчет момента турбины в стационарном режиме или для малого интервала времени динамического режима;- calculation of turbine torque in steady-state mode or for a small time interval of dynamic mode;

- расчет эквивалентного момента инерции ротора СГ и турбины из уравнения движения ротора;- calculation of the equivalent moment of inertia of the SG rotor and turbine from the equation of rotor motion;

- расчет удельной синхронизирующей мощности и удельного синхронизирующего момента СГ [7, 8]. - calculation of the specific synchronizing power and specific synchronizing torque of the SG [7, 8].

Значения рассчитанных мгновенных параметров адаптивной модели СГ подаются на вход блока 5 - выходного регистратора, содержащего человеко-машинный интерфейс и интерфейсы связи со смежными системами.The values of the calculated instantaneous parameters of the adaptive model of the SG are fed to the input of block 5 - the output recorder, which contains the human-machine interface and communication interfaces with adjacent systems.

Вычисленные значения параметров адаптивной модели СГ могут быть использованы для решения задач оперативного диспетчерского управления ЭЭС, задач противоаварийного управления и задач определения характеристик ЭЭС и ее отдельных элементов, для решения задачи выявления отклонений в техническом состоянии синхронных генераторов и планирования мероприятий по восстановлению их технического состояния в системах оперативно-диспетчерского и противоаварийного управления.The calculated values of the parameters of the adaptive model of the SG can be used to solve problems of operational dispatch control of the EPS, problems of emergency control and problems of determining the characteristics of the EPS and its individual elements, to solve the problem of identifying deviations in the technical condition of synchronous generators and planning measures to restore their technical condition in operational dispatch and emergency control systems.

В частности, значения мгновенных параметров СГ могут использоваться при вычислении статических и динамических характеристик элементов и частей ЭЭС и т.п.In particular, the values of instantaneous parameters of the SG can be used in calculating the static and dynamic characteristics of elements and parts of the EPS, etc.

Корректность результатов определения параметров адаптивной модели СГ в эксплуатационных режимах СГ в реальном масштабе времени обусловлена применением классических уравнений СГ [7,8]. Работоспособность предлагаемого технического решения подтверждена результатами испытаний.The correctness of the results of determining the parameters of the adaptive model of the SG in the operational modes of the SG in real time is determined by the use of classical equations of the SG [7,8]. The performance of the proposed technical solution is confirmed by test results.

Реализация предлагаемого технического решения может быть осуществлена с использованием современных цифровых средств обработки и вычисления сигналов.The implementation of the proposed technical solution can be carried out using modern digital means of signal processing and calculation.

В качестве цифровых регистраторов параметров электрического режима могут быть использованы применяемые в системах СМПР многофункциональные измерительные преобразователи, обеспечивающие выполнение синхронизированных векторных измерений. В качестве выходного регистратора, содержащего человеко-машинный интерфейс, может быть использован терминал АС СИ СМПР (автоматизированной системы сбора информации СМПР). Таким образом, система определения мгновенных значений параметров электрического режима может быть интегрирована в СМПР.Multifunctional measuring transducers used in SMPR systems, which enable synchronized vector measurements, can be used as digital recorders of electrical mode parameters. The AS SI SMPR (automated data collection system SMPR) terminal can be used as an output recorder containing a human-machine interface. Thus, the system for determining instantaneous values of electrical mode parameters can be integrated into the SMPR.

Источники информацииSources of information

1. ГОСТ 10169-77. Машины электрические трехфазные синхронные. Методы испытаний. Взамен ГОСТ 10169-68; введ. 01.01.1978 в части пп. 25-27 01.07.1979. М.: Издательство стандартов, 1984.1. GOST 10169-77. Three-phase synchronous electric machines. Test methods. Replaces GOST 10169-68; introduced on 01.01.1978 in terms of paragraphs 25-27 on 01.07.1979. Moscow: Publishing House of Standards, 1984.

2. ГОСТ Р МЭК 60034-4-2012. Машины электрические вращающиеся. Часть 4. Методы экспериментального определения параметров синхронных машин. Введ. 01.06.2014 г. 2. GOST R IEC 60034-4-2012. Rotating electrical machines. Part 4. Methods for experimental determination of parameters of synchronous machines. Introduced on June 1, 2014.

3. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. 4-е изд., сокр. и перераб. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1984. 408 с. 3. Zherve G.K. Industrial testing of electrical machines. 4th ed., abridged and revised. L.: Energoatomizdat. Leningrad branch, 1984. 408 p.

4. Адаптивная модель синхронной машины с параметрами, определяемыми в эксплуатационных режимах работы / Бердин А.С., Герасимов А.С., Коваленко П.Ю., Мойсейченков А.Н., Сенюк М.Д. // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2020. №2 (83). С. 74-84.4. Adaptive model of a synchronous machine with parameters determined in operating modes / Berdin A.S., Gerasimov A.S., Kovalenko P.Yu., Moiseichenkov A.N., Senyuk M.D. // Bulletin of the Scientific and Technical Center of the Unified Energy System. 2020. No. 2 (83). P. 74-84.

5. Сравнение методов определения синхронизирующей мощности синхронной машины по результатам экспериментальных исследований на электродинамической модели / Бердин А.С., Герасимов А.С., Коваленко П.Ю., Мойсейченков А.Н. // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2015. №2 (73). С. 72-82.5. Comparison of methods for determining the synchronizing power of a synchronous machine based on the results of experimental studies on an electrodynamic model / Berdin A.S., Gerasimov A.S., Kovalenko P.Yu., Moiseychenkov A.N. // Bulletin of the Scientific and Technical Center of the Unified Energy System. 2015. No. 2 (73). P. 72-82.

6. ГОСТ Р 59365-2021 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Устройства синхронизированных векторных измерений. Нормы и требования. Применяется с 01.05.2021 г. 6. GOST R 59365-2021. Unified Energy System and Isolated Energy Systems. Relay Protection and Automation. Transient Monitoring System. Synchronized Phasor Measurement Devices. Standards and Requirements. Applicable from May 1, 2021.

7. Вольдек А.И. Электрические машины. 3-е изд., перераб. Л.: Энергия, 1978. 832 с. 7. Vol'dek A.I. Electrical machines. 3rd ed., revised. L.: Energia, 1978. 832 p.

8. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. дипломиров. специалистов «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»: в 2 т./ А.В. Иванов-Смоленский. 2-е изд., перераб. и доп. М: Изд-во МЭИ, 2004.8. Ivanov-Smolensky A.V. Electrical machines: a textbook for university students studying in the direction of training graduate specialists in "Electrical engineering, electromechanics and electrical technology": in 2 volumes / A.V. Ivanov-Smolensky. 2nd ed., revised and enlarged. Moscow: MPEI Publishing House, 2004.

Claims (1)

Система определения в реальном масштабе времени параметров адаптивной модели синхронного генератора, содержащая цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров режима работы синхронного генератора, комплекс вычислительных средств, включающий блок контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров режима работы синхронного генератора, блок хранения параметров и характеристик синхронного генератора и расчетный блок, и выходной регистратор, содержащий человеко-машинный интерфейс, отличающаяся тем, что цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров режима работы синхронного генератора дополнительно регистрирует частоту вращения или угловую скорость вращения ротора синхронного генератора; формирует векторы параметров электрического режима и параметров работы синхронного генератора с частотой аналого-цифрового преобразователя устройства синхронизированных векторных измерений; в комплекс вычислительных средств входит блок расчета параметров адаптивной модели синхронного генератора, который осуществляет расчет следующих значений: угол нагрузки синхронной машины, индуктивные сопротивления по продольной оси и по поперечной оси, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности, индуктивное сопротивление Потье, электромагнитный момент, удельный синхронизирующий момент, момент инерции вращающихся масс, скольжение; - при этом дискретные сигналы с цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров режима работы синхронного генератора подаются на вход блока контроля состава измерений цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров работы синхронного генератора, первый выход которого соединен с блоком хранения параметров и характеристик синхронного генератора, а второй выход блока контроля состава измерений цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров режима работы синхронного генератора и выход блока хранения параметров и характеристик синхронного генератора соединены с входом блока расчета параметров адаптивной модели синхронного генератора, подающего значения рассчитанных параметров на выходной регистратор, содержащий человеко-машинный интерфейс, который дополнен цифровым интерфейсом для передачи данных в другие системы.A system for determining in real time the parameters of an adaptive model of a synchronous generator, comprising a digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator, a set of computing means including a unit for monitoring the composition of measurements received from the digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator, a unit for storing the parameters and characteristics of the synchronous generator and a calculation unit, and an output recorder containing a human-machine interface, characterized in that the digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator additionally records the rotation frequency or angular velocity of the rotor of the synchronous generator; forms vectors of the electrical mode parameters and the operating parameters of the synchronous generator with the frequency of the analog-to-digital converter of the synchronized vector measurement device; the computing complex includes a unit for calculating the parameters of the adaptive model of the synchronous generator, which calculates the following values: the load angle of the synchronous machine, the inductive resistances along the longitudinal axis and along the transverse axis, the resistances of the direct, negative and zero sequences, the Potier inductive resistance, the electromagnetic torque, the specific synchronizing torque, the moment of inertia of the rotating masses, and slip; - wherein the discrete signals from the digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator are fed to the input of the unit for monitoring the composition of measurements of the digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator, the first output of which is connected to the unit for storing the parameters and characteristics of the synchronous generator, and the second output of the unit for monitoring the composition of measurements of the digital recorder of the electrical mode parameters and the operating mode parameters of the synchronous generator and the output of the unit for storing the parameters and characteristics of the synchronous generator are connected to the input of the unit for calculating the parameters of the adaptive model of the synchronous generator, which feeds the values of the calculated parameters to the output recorder containing a human-machine interface, which is supplemented by a digital interface for transmitting data to other systems.
RU2025104640A 2025-02-26 System for determining the parameters of an adaptive model of a synchronous generator in real time RU2848701C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2848701C1 true RU2848701C1 (en) 2025-10-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU132637U1 (en) * 2013-02-06 2013-09-20 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" SYSTEM OF MONITORING AUTOMATIC EXCITATION REGULATORS AND SYSTEMS OF EXCITATION OF GENERATORS
RU2564539C1 (en) * 2014-10-01 2015-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС") System for determining synchronising power of synchronous machine
RU2663826C1 (en) * 2017-08-11 2018-08-10 Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС") System of determination of inertial constant synchronous machine
CN119030011A (en) * 2024-07-19 2024-11-26 广西电网有限责任公司电力科学研究院 A method and system for adaptive control of virtual synchronous generator under weak power grid conditions
CN119419838A (en) * 2024-09-02 2025-02-11 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 A new energy inertia support adaptive control method based on cloud model

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU132637U1 (en) * 2013-02-06 2013-09-20 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" SYSTEM OF MONITORING AUTOMATIC EXCITATION REGULATORS AND SYSTEMS OF EXCITATION OF GENERATORS
RU2564539C1 (en) * 2014-10-01 2015-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС") System for determining synchronising power of synchronous machine
RU2663826C1 (en) * 2017-08-11 2018-08-10 Акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (АО "НТЦ ЕЭС") System of determination of inertial constant synchronous machine
CN119030011A (en) * 2024-07-19 2024-11-26 广西电网有限责任公司电力科学研究院 A method and system for adaptive control of virtual synchronous generator under weak power grid conditions
CN119419838A (en) * 2024-09-02 2025-02-11 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 A new energy inertia support adaptive control method based on cloud model

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trzynadlowski et al. Comparative investigation of diagnostic media for induction motors: a case of rotor cage faults
EP3040690B1 (en) Angle error correction device and angle error correction method for position detector
CN106953573A (en) A kind of Speed identification method of brushless dual-feed motor
CN106452195A (en) Induction motor long start protection
RU2848701C1 (en) System for determining the parameters of an adaptive model of a synchronous generator in real time
JP6477147B2 (en) Method for measuring the amount of flux linkage in a permanent magnet motor, program for measuring the amount of flux linkage in a permanent magnet motor, and device for measuring the amount of flux linkage in a permanent magnet motor
CN109962648B (en) Motor zero position detection method and system
CN103475301B (en) AC motor rotating speed measuring method, AC motor rotating speed control method, and AC motor rotating speed control system
CN101944876B (en) Separately-excited synchronous motor magnetic flux orientation method
Despalatović et al. Real-time power angle determination of salient-pole synchronous machine based on air gap measurements
Babel et al. Parametric sensitivity in the analysis and control of permanent magnet synchronous machines
EP3309953A1 (en) Power conversion device for induction machine, secondary time constant measurement method and speed control method
RU2663826C1 (en) System of determination of inertial constant synchronous machine
CN106169895A (en) A kind of permanent magnet linear synchronous motor measurement of electric parameter method
CN117129907A (en) Method, device and equipment for detecting turn-to-turn short circuit of three-phase synchronous motor
Sushma et al. DQ modeling of induction motor for virtual flux measurement
CN106301132B (en) Permanent magnet synchronous motor power calculation method and device, refrigerator controller and refrigerator
CN113809969B (en) A method and device for evaluating the rotor position of a synchronous motor
Al Tahir et al. Sampled-data nonlinear observer design for sensorless synchronous pmsm
RU2564539C1 (en) System for determining synchronising power of synchronous machine
Horváth Comparison of Extended and Unscented Kalman Filters with and without Using Mechanical Model for Speed Sensorless Control of Induction Machines
Despalatovic et al. On-line hydrogenerator power angle and synchronous reactances determination based on air gap measurement
Wang et al. Online Efficiency Prediction of Induction Motor using Model Reference Adaptvie Method
CN110954824A (en) Method, system, device and storage medium for continuous measurement of dynamometer system
Nizamov et al. Phase angle measurement device between the resultable electric drive force and the electric drive force of the main harmonic magnetic field in the air gap of the industrial industrial engine