EA017981B1 - Method for detecting a source of synchronous oscillation - Google Patents
Method for detecting a source of synchronous oscillation Download PDFInfo
- Publication number
- EA017981B1 EA017981B1 EA201201071A EA201201071A EA017981B1 EA 017981 B1 EA017981 B1 EA 017981B1 EA 201201071 A EA201201071 A EA 201201071A EA 201201071 A EA201201071 A EA 201201071A EA 017981 B1 EA017981 B1 EA 017981B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- oscillations
- generator
- source
- reactive power
- value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения (СВ) генераторов электростанций.The invention relates to power engineering and can be used in systems for assessing the correctness of the functioning of automatic excitation controllers (ARVs) and excitation systems (CBs) of power station generators.
Уровень техникиThe level of technology
Развитие электроэнергетических систем в Российской Федерации идет по пути объединения на параллельную работу энергосистем, мощных электростанций и крупных потребителей электроэнергии, расположенных на обширных территориях, связанных протяженными линиями электропередачи, с организацией централизованного оперативно-диспетчерского управления. Устойчивая и надежная параллельная работа российских энергосистем во многом зависит от правильной и эффективной работы СВ и АРВ. Существенным фактором, снижающим системную надежность, является отсутствие оперативных средств контроля функционирования СВ и АРВ, которые бы обеспечили выполнение объективного анализа их работы.The development of electric power systems in the Russian Federation is proceeding along the path of uniting into parallel operation of power systems, powerful power plants and large electricity consumers located in vast territories connected by long transmission lines, with the organization of centralized operational dispatch management. Sustainable and reliable parallel operation of the Russian energy systems depends largely on the correct and efficient operation of CB and ARVs. A significant factor that reduces system reliability is the lack of operational means of monitoring the functioning of SV and ARVs, which would ensure the performance of an objective analysis of their work.
Одним из известных последствий некорректной работы АРВ является возникновение незатухающих синхронных колебаний низкой частоты в энергосистеме и связанное с этим возможное нарушение устойчивости, а также межмашинных, внутригрупповых колебаний генераторов в пределах одной электростанции и, как следствие, внутригрупповая неустойчивость.One of the known consequences of incorrect operation of ARVs is the occurrence of continuous synchronous low-frequency oscillations in the power system and the associated possible violation of stability, as well as machine-to-machine, intragroup oscillations of generators within one power plant and, as a result, intragroup instability.
Известен метод анализа колебаний низкой частоты, реализованный системой, содержащей Систему мониторинга переходных режимов (СМГТР), динамическую систему раннего оповещения и систему с человеко-машинным интерфейсом, в которой данные режима с синхронными колебаниями низкой частоты, получаемые СМПР, периодически передаются в режиме реального времени в динамическую систему раннего оповещения, преобразующую полученные данные во входной файл для расчета устойчивости при малом возмущении, и осуществляющую расчет. Полученные результаты передаются обратно в СМПР и далее в систему с человеко-машинным интерфейсом. Таким образом, достигается раннее оповещение о возможном нарушении устойчивости при возникновении малого возмущения в энергосистеме при текущем (измеряемом) режиме [1].A known method for analyzing low-frequency oscillations implemented by a system containing a Transient Monitoring System (SMGTR), a dynamic early warning system and a system with a human-machine interface, in which mode data with low-frequency synchronous oscillations received by SMPR, are periodically transmitted in real time into a dynamic early warning system that converts the data into an input file for calculating stability with a small disturbance, and performing the calculation. The results obtained are transmitted back to the SNRM and on to the system with a human-machine interface. Thus, an early warning of a possible violation of stability in the event of a small disturbance in the power system in the current (measured) mode is achieved [1].
Однако предложенный метод и реализующая его система не позволяют выявить источник низкочастотных колебаний (генератор и/или электростанцию), что необходимо для принятия диспетчером необходимых по объему мер воздействия для предотвращения нарушения устойчивости.However, the proposed method and the system implementing it do not allow identifying the source of low-frequency oscillations (generator and / or power plant), which is necessary for the dispatcher to take the necessary measures of impact to prevent the violation of stability.
Известен также метод Ои-1те тестирования и диагностики системного стабилизатора [2], согласно которому предложен способ оп-11пе тестирования эффективности и работоспособности системы возбуждения синхронного генератора (включая регулятор напряжения и системный стабилизатор).Also known is the Oi-1te method of testing and diagnosing a system stabilizer [2], according to which an op-11pe method is proposed for testing the efficiency and operability of a synchronous generator excitation system (including a voltage regulator and a system stabilizer).
Тестирование предлагается проводить двумя способами: подачей на вход системного стабилизатора сигнала, представляющего собой синусоидальные колебания с частотой 0,5 Гц, и ступенчатым изменением уставки регулятора напряжения, позволяющим инициировать колебания в энергосистеме. Специальная анализирующая система регистрирует отклик системы возбуждения на указанные воздействия и выдает заключение о ее работоспособности (или неработоспособности).Testing is proposed to be carried out in two ways: by applying a signal to the system stabilizer, which is a sinusoidal oscillation with a frequency of 0.5 Hz, and by a stepwise change in the voltage regulator setting, which allows to initiate oscillations in the power system. A special analyzing system registers the response of the excitation system to the indicated effects and issues a conclusion on its operability (or inoperability).
Однако известный способ предполагает включение в состав системного стабилизатора дополнительного устройства - электрического преобразователя, который генерирует дополнительные искусственные тестовые сигналы определенного типа для реализации процедуры проверки в условиях текущей эксплуатации АРВ. Такая процедура, кроме того, связана с рисками нежелательных нарушений в процессе нормальной эксплуатации.However, the known method assumes the inclusion of an additional device in the system stabilizer - an electrical converter that generates additional artificial test signals of a certain type for the implementation of the testing procedure under the conditions of the current operation of the ARV. Such a procedure, moreover, is associated with the risks of undesirable disturbances during normal operation.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Целью изобретения является выявление по данным текущего мониторинга напряжения и реактивной мощности генератора источника возникновения электромеханических синхронных колебаний в диапазоне частот от одной десятой до нескольких Герц, т.е. определение генератора с АРВ, неправильная или неэффективная настройка каналов стабилизации которого (в случае АРВ сильного действия) или неисправность (в случае АРВ пропорционального типа) является причиной их возникновения или развития.The aim of the invention is to identify according to the current monitoring voltage and reactive power generator of the source of electromechanical synchronous oscillations in the frequency range from one-tenth to several Hertz, i.e. determination of the generator with the ARV, incorrect or ineffective adjustment of the stabilization channels of which (in the case of ARVs of strong action) or failure (in the case of ARVs of proportional type) is the cause of their occurrence or development.
Критерием определения генератора - источника синхронных колебаний - является значение фазового сдвига синхронных колебаний реактивной мощности ОГ и действующего значения напряжения генератора иГ. Если колебания реактивной мощности и напряжения генератора синфазны или колебания реактивной мощности опережают колебания напряжения генератора на величину не более заданной, выделенный генератор - источник синхронных колебаний.The criterion for determining the generator - a source of synchronous oscillations - is the value of the phase shift of synchronous oscillations of reactive power OG and the effective value of the voltage of the generator and G. If the oscillations of the reactive power and the generator voltage are in-phase or the oscillations of the reactive power are ahead of the oscillations of the generator voltage by no more than a specified value, the dedicated generator is the source of synchronous oscillations.
Если вышеуказанный критерий фиксируется у нескольких генераторов в пределах одной электростанции, то это свидетельствует о возникновении на этой электростанции межмашинных, внутригрупповых колебаний. Генератор, являющийся источником межмашинных колебаний, выделяется среди генераторов, участвующих в межмашинных колебаниях, по величине фазового сдвига синхронных колебаний реактивной мощности ОГ и действующего значения напряжения иГ генератора - аварийный генератор характеризуется минимальным фазовым сдвигом.If the above criterion is fixed for several generators within the same power plant, this indicates the occurrence of machine-to-machine, intragroup oscillations at this power plant. The generator, which is the source of machine-to-machine oscillations, is distinguished among the generators participating in machine-to-machine oscillations, by the magnitude of the phase shift of the synchronous oscillations of the reactive power OG and the effective voltage and G of the generator - the emergency generator is characterized by a minimum phase shift.
Сущность предлагаемого способа заключается в использовании (мониторинге) штатных параметров генератора от имеющихся в энергосистеме регистраторов различных типов в процессе текущей эксплуаThe essence of the proposed method is to use (monitor) the nominal parameters of the generator from the recorders of various types in the power system during the current operation.
- 1 017981 тации - в эксплуатационном режиме работы энергосистемы измеряют мгновенные значения фазных напряжений и токов генераторов; для каждого генератора с заданной периодичностью вычисляют средние значения параметров электрического режима: действующее значение напряжения генератора иГ и реактивную мощность генератора рГ, выявляют генератор, являющийся источником незатухающих синхронных колебаний в диапазоне от одной десятой до нескольких Г ерц, по указанным выше критериям.- 1 017981 tatsii - in the operating mode of the power system they measure the instantaneous values of the phase voltages and currents of the generators; for each generator with a given periodicity, average values of the electric mode parameters are calculated: the effective value of the generator voltage and G and the generator reactive power p G , reveal the generator, which is the source of sustained synchronous oscillations in the range from one-tenth to several GHz, according to the above criteria.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Регулятор возбуждения синхронного генератора, не являющегося источником незатухающих синхронных колебаний низкой частоты, будет препятствовать возникшим колебаниям напряжения на статоре. Таким образом, колебания реактивной мощности генератора будут обусловлены колебаниями напряжения генератора и поэтому колебания реактивной мощности будут находиться в противофазе или отставать по фазе от колебаний соответствующего напряжения на величину не более заданной (находятся в одном квадранте).A synchronous generator excitation regulator, which is not a source of continuous low-frequency synchronous oscillations, will prevent the occurrence of voltage fluctuations on the stator. Thus, oscillations of the generator reactive power will be caused by oscillations of the generator voltage and therefore oscillations of the reactive power will be out of phase or lagging in phase from the oscillations of the corresponding voltage by no more than the specified voltage (they are in one quadrant).
Предположим результаты измерения параметров на выходе генераторов от штатной системы регистрации передаются на вычислитель Οι · и иГ и далее на анализатор их фазового сдвига. Если колебания Οι· и иГ у какого-либо генератора синфазны (фазовый сдвиг равен нулю) или колебания по фазе опережают колебания иГ на величину не более заданной (находятся в одном квадранте), то выдается сигнал, что данный генератор - источник электромеханических синхронных низкочастотных колебаний в диапазоне от одной десятой до нескольких Герц.Suppose the results of measurement of parameters at the output of the generators from the standard registration system are transmitted to the calculator VΟ and and G and then to the analyzer of their phase shift. If the oscillations Οι · u and r have any oscillator in phase (phase shift is zero) or fluctuations in phase ahead of oscillations and T by an amount not more than a predetermined (located in the same quadrant), an alarm is given that the generator - source electromechanical synchronous low-frequency oscillations in the range from one tenth to several Hertz.
Предлагаемый способ выявления источника синхронных электромеханических колебаний был опробован и подтвержден тестовыми расчетами с использованием цифровой динамической модели энергосистемы.The proposed method of identifying the source of synchronous electromechanical oscillations was tested and confirmed by test calculations using a digital dynamic model of the power system.
Цифровая динамическая модель представлена на фиг. 1. Она включает шесть генераторов. Генераторы 1-3 моделируют ГРЭС, генератор 4 - АЭС, генератор 5 - ГЭС, генератор 6 является моделью мощной концентрированной энергосистемы.The digital dynamic model is presented in FIG. 1. It includes six generators. Generators 1-3 simulate a state district power station, generator 4 - nuclear power plants, generator 5 - hydroelectric power plants, generator 6 is a model of a powerful concentrated power system.
На генераторах № 3, 4, 5 и 6 заданы медленно действующие системы возбуждения и АРВ пропорционального типа.Generators 3, 4, 5 and 6 are assigned slow-acting excitation systems and proportional-type ARVs.
Генераторы № 1 и 2 полностью идентичны и оснащены быстродействующими тиристорными системами возбуждения и АРВ сильного действия, по структуре аналогичными модельным аналоговым регуляторам типа АРВ-СД.Generators No. 1 and 2 are completely identical and are equipped with high-speed thyristor excitation systems and strong-action ARVs that are structurally similar to model analogue regulators of the type ARV-SD.
Результаты тестирования при возникновении в энергосистеме колебаний частотой 0,625 Гц представлены осциллограммами на фиг. 2. У генератора Г1 (виновника электромеханических колебаний) колебания и иГ практически синфазны, у генератора Г2 (с правильно настроенным АРВ) и иГ находятся практически в противофазе.The test results when oscillations with a frequency of 0.625 Hz occur in the power system are represented by oscillograms in FIG. 2. At the G1 generator (the culprit of electromechanical oscillations), the oscillations of and and G are almost in phase, for the G2 generator (with correctly tuned ARVs) and and G are almost out of phase.
На фиг. 3 представлены осциллограммы при возникновении межмашинных колебаний на частоте 1,7 Гц внутри группы генераторов Г1 -Г2: генератор с неправильно настроенным АРВ (Г1) характеризуется меньшим фазовым сдвигом колебаний и иГ при фиксации фазового сдвига менее заданного порогового значения (90°эл.) у двух генераторов группы.FIG. 3 shows oscillograms when machine-to-machine oscillations occur at a frequency of 1.7 Hz within the group of generators G1-G2: a generator with incorrectly adjusted ARV (G1) is characterized by a smaller phase shift of the oscillations and and G when the phase shift is fixed below a predetermined threshold value (90 ° el.) two group generators.
Предлагаемый способ выявления источника синхронных колебаний был реализован в макете разработанного для ОАО СО ЕЭС программно-аппаратного комплекса Система мониторинга системных регуляторов (СМСР), который прошел апробацию в условиях физической модели энергосистемы и показал работоспособность и эффективность предложенных алгоритмов.The proposed method for identifying a source of synchronous oscillations was implemented in a software-hardware complex developed for OAO SO UES System for Monitoring System Regulators (SMSR), which was tested in a physical model of the power system and showed the efficiency and effectiveness of the proposed algorithms.
Источники информацииInformation sources
1. А 1ο\ν Ггсциспсу океШайоп йИсдгаЮб апа1у818 тебюб алб Й8 куйст, ЕР2302754 (А), 2009.1. And 1ο \ ν Ggstsispu oksiayip yIsdgaYubapa818 tebyub alb Y8 kuist, ER2302754 (A), 2009.
2. И84741023 (А), 1988. Ол-1шс 1сь1 алб б1адпо811с 5у51ст Гог ро\\сг 5у51ст 51аЬб|/сг.2. I84741023 (A), 1988. Ol-1shs 1s1 alb b1adpo811s 5y51st Gog ro \ cg 5y51st 51bb | / cr.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130978/07A RU2521768C2 (en) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Method for determination of synchronous oscillations source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201201071A1 EA201201071A1 (en) | 2012-12-28 |
| EA017981B1 true EA017981B1 (en) | 2013-04-30 |
Family
ID=47427516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201201071A EA017981B1 (en) | 2012-07-20 | 2012-08-30 | Method for detecting a source of synchronous oscillation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA017981B1 (en) |
| RU (1) | RU2521768C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109066819A (en) * | 2018-09-25 | 2018-12-21 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | A kind of idle work optimization method of the power distribution network based on case reasoning |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114396353B (en) * | 2021-12-18 | 2023-11-10 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | Water turbine speed regulator power oscillation judging method and system |
| CN115498652B (en) * | 2022-05-30 | 2024-04-30 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | CPS-based comprehensive energy park electric energy quality control method and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU824366A1 (en) * | 1979-07-04 | 1981-04-23 | Научно-Исследовательский Институтпостоянного Toka | Method of preservation of power system stability |
| EP1489714A1 (en) * | 2003-06-21 | 2004-12-22 | Abb Research Ltd. | Detecting electromechanical oscillations in power systems |
| RU2339144C1 (en) * | 2007-07-19 | 2008-11-20 | Юрий Владимирович Шаров | Method for improving dynamic stability and damping oscillations of electric-power systems and device for its realisation |
| WO2012041527A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Power oscillation damping by a converter-based power generation device |
| CN102474100A (en) * | 2009-08-06 | 2012-05-23 | Abb研究有限公司 | Power or voltage oscillation damping in a power transmission system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1107216A1 (en) * | 1983-01-13 | 1984-08-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Электроагрегатов И Передвижных Электростанций | Method and device for automatic control of complex load of synchronous generator when parallel operating with network |
| RU2316098C1 (en) * | 2006-06-20 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пассат" (ООО "Пассат") | Method for detecting asynchronous mode in power system |
| CN101685966B (en) * | 2008-09-27 | 2012-07-04 | 国家电力调度通信中心 | Method for comprehensively analyzing low-frequency oscillation and system thereof |
-
2012
- 2012-07-20 RU RU2012130978/07A patent/RU2521768C2/en active
- 2012-08-30 EA EA201201071A patent/EA017981B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU824366A1 (en) * | 1979-07-04 | 1981-04-23 | Научно-Исследовательский Институтпостоянного Toka | Method of preservation of power system stability |
| EP1489714A1 (en) * | 2003-06-21 | 2004-12-22 | Abb Research Ltd. | Detecting electromechanical oscillations in power systems |
| RU2339144C1 (en) * | 2007-07-19 | 2008-11-20 | Юрий Владимирович Шаров | Method for improving dynamic stability and damping oscillations of electric-power systems and device for its realisation |
| CN102474100A (en) * | 2009-08-06 | 2012-05-23 | Abb研究有限公司 | Power or voltage oscillation damping in a power transmission system |
| WO2012041527A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Power oscillation damping by a converter-based power generation device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109066819A (en) * | 2018-09-25 | 2018-12-21 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | A kind of idle work optimization method of the power distribution network based on case reasoning |
| CN109066819B (en) * | 2018-09-25 | 2021-08-20 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | Reactive power optimization method of power distribution network based on case reasoning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201201071A1 (en) | 2012-12-28 |
| RU2521768C2 (en) | 2014-07-10 |
| RU2012130978A (en) | 2014-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104272210B (en) | The determination method for remedying control action of the power system under unsafe condition | |
| KR101778772B1 (en) | The System and Method of Detecting Events by Checking Frequency in Microgrid | |
| US20130073108A1 (en) | System and method for real-time monitoring of power system | |
| Alcaide-Moreno et al. | Electric power network state tracking from multirate measurements | |
| EA017981B1 (en) | Method for detecting a source of synchronous oscillation | |
| US20200371142A1 (en) | Power system detection of sustained oscillations based on synchrophasor frequency measurements | |
| US10958099B2 (en) | Real-time electrical grid restoration | |
| Jóhannsson et al. | Real-time stability assessment based on synchrophasors | |
| Oerter et al. | Experience with first smart, autonomous LV-grids in Germany | |
| Vicario et al. | Practical implementation and operational experience of dynamic mode decomposition in wide-area monitoring systems of italian power system | |
| RU132637U1 (en) | SYSTEM OF MONITORING AUTOMATIC EXCITATION REGULATORS AND SYSTEMS OF EXCITATION OF GENERATORS | |
| Maslennikov et al. | Implementation of ROSE for on-line voltage stability analysis at ISO New England | |
| Blair et al. | Wide area protection and fault location: review and evaluation of PMU-based methods | |
| US10228673B2 (en) | Method, system and computer program product for controlling and/or regulating an electric energy system | |
| Antunes et al. | Voltage sag detection methods based on synchronized phasor measurements using rtds | |
| Chen et al. | On-line islanding detection application in the realtime dynamics monitoring system | |
| RU2508591C1 (en) | Device for detection of synchronous vibrations source | |
| Wang et al. | An investigation into WAMS-based Under-frequency load shedding | |
| Heyde et al. | Short-term forecasts incorporated in dynamic security assessment of power systems | |
| Chukkaluru et al. | Revisiting reference angle selection for wams-based control room applications | |
| Kılıç et al. | Evaluation of frequency control application for distributed generation in Turkey | |
| Khan et al. | Branch Current based Distribution System State Estimation | |
| JP2017116480A (en) | Watthour meter | |
| Esipovich et al. | System for monitoring automatic excitation regulators of synchronous generators with brushless excitation systems | |
| Galvan et al. | Detecting and managing the electrical island created in the aftermath of Hurricane Gustav using Phasor Measurement Units (PMUs) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG TJ RU |