[发明专利]同步发电机实测电气参数测辨系统及方法

说明书

技术领域

本发明的同步发电机实测电气参数测辨方法，属于同步发电机电气参数实测技术领域。

背景技术

同步发电机是电力系统的心脏。在电力系统的工程研究中，同步发电机的实测电气参数是其特征反映的重要参量，既是机组运行状态优化和高精准度控制的必备参数，也是电力系统潮流计算、稳定分析、运行状态的优化、稳定极限的优化、继电保护整定优化、高精准度状态监测、高精准度控制的必备的参数。在大系统低频震荡分析和抑制技术的研究领域，同步发电机的实测电气参数也是必备参数。随着电力系统中同步发电机同步相量测量技术的发展，高精准度的实测参数，结合同步发电机输入参量，可以有效校核同步相量测量装置系统实测功角的准确度，从而为电力系统稳定运行和安全控制提供准确的适时功角。

在工程中，同步发电机的电气参数的获取采用甩负荷测试法、频域辨识法、时域辨识法。甩负荷测试法包括传统的实验方法和新的辨识方法，传统的实验方法分2次甩负荷，测量端口电压、功角，其中d轴甩负荷，只要令发电机从电网吸收一定无功，几乎不发有功即可，q轴甩负荷，要满足功率因数角等于功角，多次抛载找到励磁电流变化最小的运行点，将功角当作一个未知量进行辨识；新的辨识方法需要一次任意状态甩负荷、增加测量励磁电流，利用励磁电流辨识d轴参数，利用电枢电压辨识剩余参数。频域辨识法通过测量测量发电机的输出电压电流和功角，利用FFT变换，在频域内动态拟合直轴交轴运算电抗，进而辨识参数。时域辨识法最先进的做法是：利用同步相量测量装置测量发电机的输入输出量，离线进行数据处理，再用优化类的方法搜索满足模型方程的参数解。这些方法的缺陷分别是：甩负荷测试法难以准确把握实验条件，需要根据经验作近似调整，实验时机组不是正常并网运行状态；频域辨识法需要对测量变量作偏差化处理，实际上也就是线性化处理，对于机组的部分参数的辨识精度，特别是暂态参数辨识精度影响很大。时域辨识法需要运用功角测量值的绝对量信息，由于功角测量精度的校对需要精确的参数，所以在不知道精确参数的条件下，功角的测量精度无法保证，实际辨识中，部分参数特别是暂态参数的误差可能会超过10％，从而缺乏工程运用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种精确度高的同步发电机实测电气参数测辨方法。该方法利用同步相量测量装置的测量数据辨识获取同步发电机实测电气参数的方法。

本系统的构成包括个六单元：GPS授时单元、同步相量测量单元、数据存储单元、算法运算单元、人机交互单元、数据发送单元。各单元的主要功能分别为：GPS授时单元对测量单元发送统一对时信号；同步相量测量单元测量机组的同步相量，包括端口电压及其相角、端口电流及其相角、励磁电压、励磁电流、转速、功角等，并进行模拟量到数字量转换；数据存储单元存储测量单元发送的数字信号，并备份和定期刷新；算法运算单元实现机组状态的甄别和算法的具体运算；人机交互单元显示参数的辨识结果，显示机组输出即时比对校验图形，报文打印等；数据发送单元向主控室或省调度中心发送数据，也能响应远程召唤。

本系统在辨识算法实现上采取了分步辨识的思想，采用同步相量测量装置系统的GPS系统提供的时钟信号为同时标基准，利用同步相量测量装置测量到的同步发电机端口电压电流及相角、励磁电压电流、转速及功角等测量数据，运用功角相对变化量来甄别分析发电机多种运行状态，结合不同运行状态适用的同步发电机的电气方程，先比较精确地计算出同步发电机电气参数的数值，以此数值作为初值，在该数值附近作微小步长变化进行合适范围的搜索，从而辨识求解得到满足同步发电机全部状态方程的实测电气参数。

本方法采用嵌入式结构设计，工程上易于实现，不影响现有机组的运行和控制。可以与现已装设同步相量测量装置兼容，而直接应用现有的同步发电机同步相量测量装置的测量数据，本方法能克服现有方法对功角测量值绝对量值的依赖，只运用功角测量值的相对量值作发电机状态的甄别，辨识过程中功角作为辨识量，避免了功角测量误差的影响，从而能获取所有参数的高精度数值，解决了暂态参数的辨识精度不高的问题。能为发电机组的运行状态优化和高精准度控制提供必备的参数，为电力系统潮流计算、稳定分析、运行状态的优化、稳定极限的优化、继电保护整定优化、高精准度状态监测、高精准度控制提供必备的参数，为大系统低频震荡分析和抑制技术的研究提供必备参数，也为有效校核同步相量测量装置系统实测功角的准确度，从而为电力系统稳定运行和安全控制提供准确的适时功角。

说明书附图

图1为测辨系统的结构框图。

图2为算法实现的程序框图。