[发明专利]一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法

权利要求书

1.一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，其特征在于：所述在线辨识方法根据发电机转子运动方程，以及同步发电机机械功率特性，对同步发电机转动惯量进行分析计算，最后得到发电机转动惯量。

2.一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，其特征在于，所述发电机转动惯量辨识方法包括以下步骤：

(1)根据WAMS系统中的电网扰动事件记录选择扰动事件，其中，所选择的扰动事件为扰动时间大于1秒的扰动事件；

(2)根据步骤(1)中识别的扰动事件，读取WAMS系统中发电机组在所述扰动时间内的WAMS数据，具体数据包括：

P_e＝[P_e(t₀),P_e(t₁),P_e(t₂),……,P_e(t_n)]

ω＝[ω(t₀),ω(t₂),ω_e(t₂),……,ω(t_n)]

其中，

P_e为发电机输出电磁功率，P_e(t₀),P_e(t₁),P_e(t₂),……,P_e(t_n)为扰动时间内t₀时刻～t_n时刻的电磁功率；

ω为发电机转速，ω(t₀),ω(t₂),ω_e(t₂),……,ω(t_n)为t₀时刻～t_n时刻的发电机转速；

(3)根据发电机转子运动模型，在电网系统运行的每个时间断面，发电机转速与发电机输入的机械功率、发电机输出的电磁功率之间都存在如下关系：

M×dω(tm)dt+D×ω(tm)=Np×Pm(tm)ω(tm)-Np×Pe(tm)ω(tm)---(1)]]>

其中，

M为待辨识的发电机转动惯量，D为阻尼系数，N_p为发电机极对数，P_m(t_m)为t_m时刻发电机输入机械功率，t_m是t₀时刻～t_n时刻中的一个采样时刻；

视为机械功率在相邻量测时刻内恒定不变，将三个连续采样点处的转速与电磁功率实测值分别代入发电机转子运动方程，并对微分环节进行离散化处理，根据式(1)联立得到以下方程组：

M×ω(tm)×ω(tm)-ω(tm-1)ΔT+D×ω2(tm)=Np×Pm-Np×Pe(tm)M×ω(tm+1)×ω(tm+1)-ω(tm)ΔT+D×ω2(tm+1)=Np×Pm-Np×Pe(tm+1)M×ω(tm+2)×ω(tm+2)-ω(tm+1)ΔT+D×ω2(tm+2)=Np×Pm-Np×Pe(tm+2)---(2)]]>

t_m-1≥t₀

t_m+2≤t_n

其中，ΔT为WAMS量测环节的采样周期，根据实际采集系统可以取0.04s，0.02s，0.01s；

则共可以得到N组方程，

N=INT(n-13)---(3)]]>

其中，INT为取整，N为方程组个数，n为数据长度，即扰动时间内的采样时刻点数；

(4)对步骤(3)中得到的方程组进行解方程求解，可得到N组计算结果；

X＝[X₁,X₂,......,X_N]   (4)

其中，下标1～N代表不同方程组得到的结果；

(5)对步骤(4)的到的N组结果求平均，如下面公式(5)所示，

X‾=M‾D‾P‾m---(5)]]>

其中，为转动惯量均值，为阻尼系数均值，为机械功率均值；

式中即为在线辨识所得到的发电机转动惯量。