一種同步發電機q軸參數在線辨識方法技術

本發明專利技術公開了一種利用PMU擾動數據對同步發電機q軸參數進行在線辨識的方法，辨識理論的推導過程如下：根據發電機五階模型推得q軸參數辨識的誤差目標函數，然后，針對某實際電網的機組求得目標函數對于q軸各個參數的相對靈敏度，進而根據不同機組參數靈敏度的特點，將機組分為兩種類型，即A型和B型，且提出了辨識A型機組q軸參數的方法。本發明專利技術的辨識方法簡單、耗時少，且提高了同步電抗的辨識精度。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及同步發電機參數辨識領域，具體的涉及利用實測PMU擾動數據，針對不同的參數靈敏度特性進行同步發電機q軸參數在線辨識的方法。
技術介紹
同步發電機模型和參數的準確性關系到電網的安全穩定運行。目前，電力系統分析計算仿真所用的發電機參數多是廠家所提供的理論值或設計值，或不得已采用簡化模型，由于不能計及渦流、磁滯、飽和等實際運行工況的影響，所得結果常常與實際工況不符，嚴重影響了系統分析計算的準確度和可信度。為此，國家電網公司智能電網建設規劃明確指出“四大參數(發電機，勵磁，調速器和負荷)”及相關電力系統元件建模與參數辨識工作是智能調度技術的重要組成部分。 基于全球定位系統(GPS)的相量測量單元(PMU)的出現,為發電機參數的在線辨識提供了有力的工具。隨著信息、通信等技術的發展，同步相量技術在國內得到了很大發展和廣泛應用，逐漸形成了一個新的
與傳統測量相比，PMU裝置除了提供機端的電流、電壓、有功、無功外，還提供傳統測量無法提供的功角信息，為發電機參數在線辨識提供了基礎。靈敏度是指隨著模型參數的變化，其輸入輸出特性變化的程度。目標函數對某參數的靈敏度能反映該參數變化對目標函數的影響程度。在對某實際電網機組進行參數辨識的研究過程中，發現不同機組q軸參數的靈敏度特性不同。其中，q軸參數包括穩態電抗Xq、次暫態電抗X,、開路次暫態時間常數T q(l。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種同步發電機q軸參數在線辨識方法，其辨識方法簡單、省時，且辨識精度高。本專利技術的技術方案為—種同步發電機q軸參數在線辨識方法，包括以下步驟(I)、同步發電機參數辨識采用的是發電機五階模型，此五階模型計及了勵磁繞組、阻尼繞組D、Q的作用以及轉子動態，但忽略了定子d繞組、q繞組的電磁暫態過程，即定子電壓方程中PWd = ρΨ, = 0 ;發電機五階模型方程為公式(I)dli'= -[K +( -xd)Id+(KG -l)Eq] at(1)，_o]+K+ ο TgO= ~Ed + (Xg — Xq Vq本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同步發電機q軸參數在線辨識方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）、同步發電機參數辨識采用的是發電機五階模型，此五階模型計及了勵磁繞組、阻尼繞組D、Q的作用以及轉子動態，但忽略了定子d繞組、q繞組的電磁暫態過程，即定子電壓方程中pΨd＝pΨq＝0；發電機五階模型方程為公式（1）：Td0′dEq′dt=Efd-[Eq′+(xd-xd′)Id+(KG-1)Eq′]---(1),Td0′′dEq′′dt=-Eq′′-(xd′-xd′′)Id+Eq′+Td0′′dEq′dt]Tq0′′dEd′′dt=-Ed′′+(xq-xq′′)IqTJdωdt=PTω-(ψdIq-ψqId)-D(ω-ω0‾)2πf0dδdt=(ω-1)2πf0uq＝E″q？X″dIdud＝E″d+X″qIq（2）、對于發電機q軸參數辨識問題，取電壓Ud作為輸入量，電流Iq作為輸出觀測量；目標函數如下：minJ(θ)=Σi=1K[Iqm(ti)-Iqc(θ,ti)]2s.t.θi∈[θiMin,θiMax]Si(θ)≤0？？？？（2），其中，θ為待辨識參數，即Xq、X″q或T″q0；K為采樣點總數；ti為采樣時刻；Iqm(ti)為ti時刻時實際測量獲得的q軸機端電流，Iqc(θ，ti)是參數為θ時根據公式（1）計算所得的發電機q軸機端電流，待辨識參數滿足上下界約束和其他特殊約束公式（2）表示為了根據測量的值求解辨識的q軸參數，也就是對于輸入變量電壓，有實際測量的電流輸出值Iqm(ti)，而根據公式（1）有輸入變量時，也有個計算值Iqc(θ，ti)，在滿足公式（2）值實際測量的電流輸出值Iqm(ti)與計算值Iqc(θ，ti)差值最小的情況下，根據公式（1）推算出待辨識的q軸參數；（3）、靈敏度是指隨著模型待辨識q軸參數的變化，其輸入輸出特性變化的程度；目標函數對某q軸參數的靈敏度能反映該參數變化對目標函數的影響程度；假定目標函數為：J(θ)=Σk=1N[Yc(k)-Ym(k)]2---(3),絕對靈敏度：∂J(θ)∂θ=2Σk=1N(Yc(k)-Ym(k))∂Yc(θ,k)∂θ≈J(θ0+Δθ)-J(θ0-Δθ)2Δθ---(4)=∂J(Δθ)∂θ相對靈敏度：∂J(Δθ)/J(θ0)∂θ/θ0=∂J(Δθ)∂θθ0J(θ0)---(5)其中，J(θ)表示目標函數、Yc(k)表示k時刻辨識計算值、Ym(k)表示k時刻實際測量輸出值、θ0表示待辨識量的初值、Δθ表示待辨識量θ的增量；式（3）表示以待辨識的q軸參數為自變量，求解其對目標函數J(θ)的影響，即三個q軸參數分別微增量時，目標函數（3）的變化，用以判定三個q軸參數哪一個對目標函數的影響大，即以靈敏度大的優先進行辨識；（4）、利用PMU獲得的實際擾動數據，即輸入電壓和輸出電流值，按公式（5）進行求解相對靈敏度，得出發電機機組q軸參數靈敏度特性圖，然后觀察發電機機組q軸參數靈敏度特性圖判定三個q軸參數哪一個對目標函數的影響大，即某一q軸參數變化時，目標函數的變化量相對于其他兩個q軸參數變化時大；（5）、將靈敏度小的兩個q軸參數——次暫態參數取廠家提供的設計值，即為定值，然后只對靈敏度大的q軸參數進行辨識，即將兩個靈敏度小的q軸參數的定值帶入公式（1）和（2），只對敏度大的q軸參數進行辨識，得出敏度大的q軸參數的辨識結果。FDA00002199817800018.jpg,FDA00002199817800019.jpg...

【技術特征摘要】
1.一種同步發電機q軸參數在線辨識方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、同步發電機參數辨識采用的是發電機五階模型，此五階模型計及了勵磁繞組、阻尼繞組D、Q的作用以及轉子動態，但忽略了定子d繞組、q繞組的電磁暫態過程，即定子電壓方程中PWd = ρΨ, = 0 ;...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王正風，陳實，湯偉，畢天姝，胡世駿，薛安成，朱六璋，萬濤，汪春燕，
申請(專利權)人：安徽省電力公司，安徽南瑞繼遠軟件有限公司，
類型：發明
國別省市：