[发明专利]基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机空载曲线饱和系数计算方法，具体是一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法。

背景技术

发电机励磁系统参数计算中，饱和系数a，b和n的计算是一个关键参数，该参数的定义如下：

I_f＝aU+b(U)ⁿ

其中I_f是在进行发电机空载特性测试后，测得励磁电流的标幺值，U是进行发电机空载特性测试后，测得机端电压的标幺值。

该参数直接影响发电机励磁系统的动态特性，是发电机励磁系统的关键参数之一。由发电机空载曲线准确的计算饱和系数是准确计算发电机励磁系统参数的关键。

目前广泛应用的计算方法，只用到气隙线和空载饱和曲线上，分别对应1倍和1.2倍额定电压值处的励磁电流值进行计算：

其中I_fB、I_fJ是发电机气隙线上分别对应1倍和1.2倍额定电压值处的励磁电流值，I_f0、I_fK是发电机空载曲线上分别对应1倍和1.2倍额定电压值处的励磁电流值。

由上式可知饱和系数由发电机空载特性试验曲线决定，但实际现场试验中发电机空载曲线的测试结果受到环境中各种干扰因素影响，往往含有一定的扰动。而饱和系数对I_f0，I_fK的数值要求高，依靠人工经验进行辨识可能出现较大误差，且难以保证不同的判读结果一致性。

发明内容

本发明提供一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法，其针对于空载特性试验中获得的空载曲线，可以在含有干扰数据的情况下，计算得到饱和系数，实现对试验数据的准确解读，为发电机励磁系统参数计算提供准确依据。

一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法，包括如下步骤：

(1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：

X＝{I_i,U_i},i＝1,2,…,m；

其中U_i为测得的机端电压值，I_i为测得的励磁电流值，m为大于等于2的正整数；

(2)由最小二乘法原理，建立以下迭代方程组：

其中a，b和n为发电机饱和系数。由最小二乘法原理可知，满足上式的饱和系数a，b和n拟合的曲线有最小的均方差。

(3)从变量n的某个初始值n₁出发，依步骤(2)的前两式：

解出变量a₁、b₁；

(4)将解出的a₁、b₁一起代入步骤(2)的第三式左边进行计算，若结果大于0，则减小n的数值；若结果小于0，则增加n的数值：

(5)将n修正值代入前两式再次解出变量a₂、b₂，并一起代入第三式进行校核计算；

(6)重复步骤(4)-(5)直到第三式左侧变号，并令：

n_j＝0.5(n_j-1+n_j-2)

(7)将n修正值代入前两式再次解出变量a₂、b₂，并一起代入第三式；

(8)使用二分法对n进行逐次逼近：

(9)循环以上过程(7)-(8)。当第三个方程式左侧绝对值小于1E-8时，即可得满足条件的饱和系数a、b、n。

本发明的有益效果：

1、具有比人工判读更为准确一致的计算结果，避免了不同人工判读结果不同的问题；

2、基于最小二乘法的原理进行拟合，拟合曲线的均方差最小；

3、使用的二分迭代法，可使用较少的迭代次数得到计算结果。

附图说明

图1是本发明采用的测试数据示意图；

图2是采用本发明计算的饱和系数n迭代的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法，包括如下步骤：

(1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：