同期装置导前时间误差分析

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1、第32卷第1期电力自动化设备Vol．32No．12012年1月ElectricPowerAutomationEquipmentJan.2012同期装置导前时间误差分析鲁文军，刘觉民（湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410012）摘要：介绍了几种发电机同期装置合闸预报算法的原理，分析了影响同期装置导前时间误差的主要因素，指出传统算法的一些重要缺陷。提出考虑滑差变化情况的合闸预报算法能更准确地表达相角的变化，但在微机型同期装置现有的测量精度下，考虑滑差加速度的模型因为微分的作用，放大了误差的影响。随着机组容量的增大，这种误差

2、已经不能忽略。介绍了最小二乘估计算法在减少合闸预报算法误差方面的作用，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，针对同期装置测量产生的随机误差，在滑差的计算中利用最小二乘估计算法可以最大限度地降低合闸预测角度的误差。关键词：发电机；同期；导前时间；误差；最小二乘估计中图分类号：TM762.3文献标识码：A文章编号：1006-6047（2012）01-0112-040引言1目前微机型同期装置采用的合闸预报算法及其误差分析同期装置是发电机并网的重要设备，先进的同期装置能准确地捕捉到每一次合闸机会，并提前发出文献［5］提出了

3、微分预报法、积分预报法2种预合闸脉冲，使待并机组断路器主触头在相角差δ=0报方法。时闭合［1-6］［5］。非同期合闸将造成发电机的损坏，有时1.1微分预报法还会对系统产生巨大的冲击。电力系统的容量在不该算法假设δ的变化是匀速的，其算法为断增大，同步发电机的单机容量也越来越大，近年来δYJ=ωsitDC（1）新投产的发电机单机容量逐渐以600MW为主，国其中，δYJ为导前相角；tDC为导前时间，即微处理器发内也不断有1000MW机组投产。非同期合闸的风出合闸信号到主触头闭合所需要经历的时间；ωsi为险随着机组容量的增大而增大。

4、一般发电机都配有计算点的滑差角速度，其值可按下式求得：性能先进的微机型同期装置。目前的同期装置同期ωsi=Δδi=δi-δi-1（2）Δt2TS捕捉的成功率很高。但过去往往认为同期装置利用其中，δi和δi-1分别为计算点和上一个计算点的角度率不高，只要能保证并网瞬间冲击电流不太大就行，值；Δt为差分计算时间间隔（下同）；TS为采样周期。在容量较小的机组上甚至经常采用手动同期合闸的微分预报有一个固有的缺点，即预报的时段越方式并网，完全通过肉眼观察同期点。随着机组容长则误差越大［5］。其误差为测量误差ε的tDC／Δt倍，量的显著

5、提高，非同期合闸冲击电流也越来越大，合闸时间越长，误差越大，造成的冲击也越大。实际允许的合闸误差角也越来越小，δ只允许2°［5-6］max，实上，发电机在并网前转速往往是有波动的，简单地认际上，目前采用的同期装置很难保证这种合闸精度。为滑差不变也会带来误差，而且，合闸时间越长，这有些原理实现的合闸误差角可能远大于允许误差，种近似处理带来的累积误差也越大。只是这种误差肉眼无法观察到。操作人员更多的1.2［5］积分预报法是关注合闸是否成功，而较少定量分析每次实际冲积分预报算法为i+2k击电流的大小，而这种日积月累的损耗将直接影响

6、δi+2k=δi+乙ωsidt=δi+2ωsit（3）i到发电机主设备的寿命。δi=δi-k+ωsit（4）收稿日期：2011-01-11；修回日期：2011-11-222基金项目：中央高校青年教师科技创新基金资助项目（201004246）；δi=3δi-k（5）电力系统安全运行与控制省高校重点实验室开放基金资助项目其中，t为预报时间间隔。（2010CK3016）ProjectsupportedbytheFundamentalResearchFundsfor文献［5］认为，采用积分预报的原理，可以极大theCentralUn

7、iversities（201004246）andMajorLaboratory减少噪声与预报的误差，即使在加速度滑差或随机FundProjectforPowerSystemOperationandControlofProvincialUniversities（2010CK3016）滑差的情况下，也能获得较准确的导前时间。实际第1期鲁文军，等：同期装置导前时间误差分析上，文献［5］介绍的积分预报有原理上的重大缺陷，就更进一步增大了角度和频率的测量误差。因此，可由式（3）可知，预报采用的时间间隔为t，该算法是预以近似认为采用软件

8、方法测量的频率和相位精度等报2步后，判断δi+2k是否为零。如果为零，则在该时于或小于0.5%。同期装置对模拟量幅值测量精度刻发出合闸命令，因此2t应该等于或者近似等于要求不高，通过提高模拟量精度来提高频率测量精导前时间整定值。从该算法的判据也可以看出，合度得不偿失。因此，目前同期装置实际