1）扰动区分方法

从6．2．2节可以看出，调节是否达到限定幅值是区分小干扰和大干扰的主要依据，而强励过程中最重要的判断指标是励磁电流，因此采用励磁电流作为区分指标。若发生扰动后励磁电流在500 ms内犐fd≥1．8犐fn，则认为发生的扰动为大扰动；反之则认为发生的扰动为小扰动。

由于测量误差以及负荷随机波动和噪声的存在，为避免误判断，并提高指标计算的精度，会对采集到的数据先进行预处理。预处理采用的是常规的时间时序平滑方法，用周围5个采样点的均值代替该点的测量值。

故励磁指标动态监测的流程如图6-9所示。

图6-9　励磁动态指标计算流程

2）干扰指标计算方法

上一节中提出的4个小干扰指标的计算方法如下。

（1）调节精度：从启动判据时间点后10 s开始计算，若在一段时间内（如1 s）电压的最大和最小值之差小于死区（如0．01标幺值），则认为电压振荡过程结束，进入稳态。取稳定区的平均值作为稳态电压值，按照式6-21即可计算调节精度。

（2）稳定时间：采用和调节精度类似的方法，可找到有功功率的稳定值Pstable，继而得到其±5%的范围。然后寻找P－105%Pstable＜ε或P－95%Pstable＜ε的时间点，若该时间点后的P均在±5%范围内，则该点为稳定结束时间tc。采用式6-23可计算得到稳定时间。

（3）振荡频率和阻尼比：假设机组有功功率的衰减振荡曲线用式6-22来表示，根据得到的WAMS有功功率波动数据，对式6-22进行参数拟合，记拟合误差为：

为使得拟合误差最小，即：

式6-23为无约束非线性优化问题，即非线性最小二乘拟合。目前已有通用的方法解决这类问题，且计算速度可满足在线评估的要求。(www.daowen.com)

需要注意的是，在系统故障过程中有功功率尚未开始振荡，不属于机电振荡的过程。由于目前的继电保护动作一般可保证在0．1 s内清除故障，因此为保证拟合的精度，把故障期间的数据段截掉，仅根据满足判据开始后的0．1 s到系统稳定这段时间的数据进行拟合。

考虑到非线性优化问题对初值的选择较为敏感，为此将所拟合的参数进行预估，以得到一个较为接近的初值，各个参数的预估方法如下。

（1）直流分量A：计算满足启动判据后10 s的有功功率在1 s内的平均值，以此作为直流分量的初值。

（2）振荡幅值B：取振荡过程中的最大值与直流分量的差值作为振荡幅值的初值。

（3）振荡频率f：在满足振荡条件，振荡过程中最大值和最小值的时间差作为1／2个周期，进而计算得到振荡频率的初值。

（4）相位φ：相位参数的拟合对初值的敏感度不高，且与截掉的时间相关，无法给出较为准确的初值，因此一般初值直接设为0即可。

以湖北某电厂的故障仿真为例通过最小二乘法分析其小干扰稳定特性。采用非线性最小二乘拟合出的结果与实际数值是相近的，拟合出的函数可以近似看为实际波形，计算精度可满足在线评估的要求。通过拟合算法分析y＝A＋B e－ζti sin（2πfti＋φ）的参数结果为：

直流分量A＝5．856；

振荡幅值B＝2．669；

阻尼比ζ＝0．233 4；

振荡频率f＝0．816 2；

即y＝5．856＋2．669e－0．233 4ti sin（2π0．816 2ti）

不难得出，该电厂的振荡属于局部振荡，阻尼比大0．1，调节时间小于10 s，相关参数满足行业标准DL／T843《大型汽轮发电机励磁系统技术条件》的要求。

3）大干扰指标计算方法

大干扰指标的计算方法较为简单，只需根据指标的定义，找到满足条件的测量值和对应的时间点，即可求得相应的指标。如电压强励倍数的计算，只需找到振荡过程中励磁电压的最大值即可计算。