[发明专利]一种同步发电机励磁系统参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种同步发电机励磁系统参数辨识方法，用于输出同步发电机励磁系统的参数θ的最优解，包括步骤：构建励磁系统仿真模型M_I；确定等价标准J；对励磁系统以信号X进行扰动试验，获取各真实响应指标Y_Ri；还包括步骤：确定Y_Ri对应的权重W_i，其中∑W_i＝1；对参数θ的值进行选取，将该参数θ的值代入M_I，并对其以信号X进行扰动试验，获取各仿真响应指标Y_Ii；计算Y_Ii与Y_Ri之间的误差e_i，若其满足等价标准J，计算误差e_i的加权值e_W；若该e_W为最小值e_Wmin，将参数θ的值作为最优解输出；其中，Y_Ri与Y_Ii的数量均为N，i＝1,2……N。本发明能够在同步发电机励磁系统的参数解集簇中找到最优解，并且在可接受的精度范围内尽量提高辨识速度。

技术领域

本发明涉及一种系统参数辨识方法，尤其涉及一种发电机励磁系统参数辨识方法。

背景技术

同步发电机励磁系统是指向同步发电机提供励磁的所有部件的总和。励磁系统对于电力系统的电压控制与稳定运行起着十分重要的作用，因此，建立励磁系统的模型并进行精确的参数辨识是很有必要的。一方面，通过现场试验得到励磁系统对外部扰动的动态响应结果，利用自动控制原理的相关知识计算出上升时间、超调量、调节时间等阶跃响应指标，可以对励磁系统的工作性能进行考核与评估，进而为优化励磁系统的参数提供基础；另一方面，上级调度机构利用辨识得到的励磁系统数据，代入电网进行电力系统问题的仿真计算，可以监测电力系统运行状态并预测电力系统运行性能，从而为电网规划和调度提供依据。因此，对现场运行的励磁系统进行辨识试验，根据现场采集的数据进行励磁系统参数辨识是一项非常重要的工作。

目前对励磁系统的结构研究已较为完善，在电力系统分析中可以列出模型结构，只是不清楚模型中的具体参数，即励磁系统参数辨识属于典型的“灰箱”问题。一般来讲，励磁系统参数辨识的步骤如下：首先，在停机的状态下，给待辨识的真实励磁系统施加人为的阶跃信号进行现场试验，获取真实励磁系统的相应数据；然后，根据待辨识的真实励磁系统结构来进行仿真模型的搭建；最后，利用所述真实励磁系统的相应数据，应用系统辨识的基本原理，获取模型参数来估计真实系统的等效模型。在参数辨识工作结束后，还应对仿真模型进行参数校核与误差分析，仿真计算结果与实际试验结果的误差需在DL/T1167-2012《同步发电机励磁系统建模导则》(以下简称《导则》)规定的允许范围内。

有关参数辨识理论的研究已较为深入，但这些理论较为复杂，目前还没有大范围应用在生产实际中。在实际励磁系统参数辨识工作中，传统人工辨识方法的做法是：选定一组系统参数，其仿真数据输出结果与实际试验结果的误差在标准允许的范围之内，即认为该组参数可以代表机组励磁系统实际参数。这种参数辨识方法比较简单且易操作，在很长一段时间内得到了广泛的应用。

但是传统人工辨识方法存在着一定的缺陷。一方面，从给定待辨识参数初值到根据仿真结果进行参数调整的过程主要根据工作人员的技术经验，对资深专家的依赖性较强，缺乏经验的新员工很难根据仿真输出结果判断应该增加或减小哪个参数；另一方面，当一组参数调整到输出符合标准规定的误差时，即认为该组参数已能代表机组励磁系统的实际参数，但该组参数只是参数解集簇中的一个解，该解不一定是最优解，可能存在另一组参数可以使仿真误差更小。如何在参数解集簇中找到最优解，是一个需要解决的问题。