水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法与流程

本发明涉及电力系统继电保护，尤其涉及一种水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

背景技术：

1、水轮发电机与火力发电机的电气结构不同,水轮发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗不相等(xd≠xq)，失磁后其机端静稳阻抗边界特性不同于汽轮发电机的圆特性，而且呈现出水滴状曲线特性，当前水轮发电机失磁保护的静稳阻抗特性实现主要有以下几种方法:1、采用与火力发电机相同的偏移圆阻抗边界来模拟代替，这样不可避免带来一些实际偏差；2、采用偏移圆圆心定位指数、起始位置偏移圆的圆心和终止位置偏移圆的圆心模拟滴状静稳边界阻抗特性，并且依赖经验参数表，也难免会带来一些实际偏差；3、采用抽点插值的方法来模拟实现滴状静稳边界阻抗特性，理论上抽点插值法模拟滴状线阻抗边界有较好的弥合度,抽取插值点数越多、越密，弥合度越好，然而过多的点数会加大计算量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，包括：

3、将水轮发电机参数和静稳功角δsb[360]数组代入静稳极限公式计算得到机端测量处静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组和静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组；

4、将静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组按照相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组跟随静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组进行排序；

5、根据水轮发电机机端正序电压和正序电流计算出水轮发电机机端的正序阻抗幅值测量值和正序阻抗相角测量值；

6、查找所述正序阻抗相角测量值在排序后的所述静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组的位置区间，确定后通过插值计算出阻抗计算定值；

7、判断当机端的正序阻抗幅值测量值小于阻抗计算定值时，实现失磁保护滴状静稳边界阻抗特性；

8、根据本发明的一个方面，所述静稳功角δsb[360]数组通过以下方式获取：

9、将静稳极限功角δsb在0～180°之间取360个数值，代入静稳极限公式计算机端测量处静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组，调整静稳极限功角δsb的大小和其在0～180°之间的取值顺序，使静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组在0～359°之间均匀分布，从而得到的δsb[360]数组。

10、根据本发明的一个方面，所述将静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组按照相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组跟随静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组进行排序为：

11、调整静稳极限功角δsb在0～180°之间的取值顺序，使得静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组按照阻抗相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组跟随静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组进行排序；

12、其中，n的取值范围为0～359°。

13、根据本发明的一个方面，所述根据水轮发电机机端正序电压和正序电流计算出水轮发电机机端的正序阻抗幅值测量值和正序阻抗相角测量值为：

14、式中，为机端正序阻抗测量值，为机端正序电压，为机端正序电流，zcal为机端正序阻抗幅值测量值，φcal为机端正序阻抗相角测量值，e为自然常数，j为复数的虚部。

15、根据本发明的一个方面，所述查找所述正序阻抗相角测量值在排序后的所述静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组的位置区间，确定后通过插值计算出阻抗计算定值zsetcal，包括：

16、对φcal向下取整数，得到数值

17、当n＝0且时，

18、当n＝359且时，

19、否则，从n开始查找相角定值，令m＝n；

20、当时，取m＝m-1；直到满足式时，得到数组下标m；

21、当时，再判断当则取m＝m+1；直到满足式时，得到数组下标m；

22、通过数组下标m，经过插值计算出阻抗计算定值：

23、

24、为实现上述目的，本发明还提供一种水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现系统，包括：

25、数组计算模块，将水轮发电机参数和静稳功角δsb[360]数组代入静稳极限公式计算得到机端测量处静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组和静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组；

26、排序模块，将静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组按照相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组跟随静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组进行排序；

27、正序阻抗相角测量值计算模块，根据水轮发电机机端正序电压和正序电流计算出水轮发电机机端的正序阻抗幅值测量值和正序阻抗相角测量值；

28、阻抗计算定值计算模块，查找所述正序阻抗相角测量值在排序后的所述静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组的位置区间，确定后通过插值计算出阻抗计算定值；

29、阻抗特性保护判定模块，判断当机端的正序阻抗幅值测量值小于阻抗计算定值时，实现失磁保护滴状静稳边界阻抗特性；

30、为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

31、为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

32、根据本发明的方案，本发明通过典型水轮发电机组参数xd、xq、xs，根据静稳极限关系式计算出阻抗定值幅值数组和阻抗定值相角数组，经过阻抗定值相角数组由小到大排序，查找正序相角测量值在阻抗定值相角数组的位置区间，然后经过插值计算出阻抗计算定值，比较正序阻抗幅值测量值和阻抗计算定值，完成失磁阻抗动作逻辑判断，实现了滴状静稳边界阻抗特性。本发明只需整定发电机组参数xd、xq、xs，即可自动计算滴状静稳边界阻抗特性，实现方法简单，整定方便，计算量小。

33、根据本发明的方案，能够实现仅在程序首次运行时或者水轮发电机组参数xd、xq、xs发生变化时计算机端测量处静稳极限阻抗定值幅值数组和阻抗定值相角数组，从而为减少程序计算量。

技术特征：

1.水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，其特征在于，所述静稳功角δsb[360]数组通过以下方式获取：

3.根据权利要求1所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，其特征在于，所述将静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组按照相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值zset[n]数组跟随静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组进行排序为：

4.根据权利要求1所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，其特征在于，所述根据水轮发电机机端正序电压和正序电流计算出水轮发电机机端的正序阻抗幅值测量值和正序阻抗相角测量值为：

5.根据权利要求1所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，其特征在于，所述查找所述正序阻抗相角测量值在排序后的所述静稳极限阻抗定值相角φset[n]数组的位置区间，确定后通过插值计算出阻抗计算定值zsetcal，包括：

6.水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现系统，其特征在于，包括：

7.电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

8.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法。

技术总结本发明涉及电力系统继电保护技术领域，提供一种水轮发电机失磁保护滴状静稳边界阻抗特性实现方法，包括：将水轮发电机参数和静稳功角数组代入静稳极限公式计算得到机端测量处静稳极限阻抗定值幅值数组和静稳极限阻抗定值相角数组；将静稳极限阻抗定值相角数组按照相角从小到大的顺序进行排序，静稳极限阻抗定值幅值数组跟随静稳极限阻抗定值相角数组进行排序；根据水轮发电机机端正序电压和正序电流计算出水轮发电机机端的正序阻抗幅值测量值和正序阻抗相角测量值；查找正序阻抗相角测量值在静稳极限阻抗定值相角数组的位置区间，确定后插值计算出阻抗计算定值；判断当正序阻抗幅值测量值小于阻抗计算定值时，实现失磁保护滴状静稳边界阻抗特性。技术研发人员：朱宇聪,郭晓,行武,王哲受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23