[发明专利]一种实心转子大型调相机动态参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种实心转子大型调相机动态参数辨识方法，包括：在实心转子大型调相机处于静止状态时，在电枢绕组a、b两相加频率的交流电压，并拖动转子，将实心转子大型调相机的转子固定在励磁绕组感应电压最小的位置；将励磁绕组短接，在电枢绕组a、b两相间输入sinc信号，并由得到的电枢绕组a相电流确定在当前转子位置下的实心转子大型调相机的d轴电流；确定考虑d轴存在多个阻尼绕组时，d轴运算电抗的表达式；将时域下的d轴电流进行频域变换，利用帕德逼近，将频域下的d轴电流表示成有理分式的形式，并根据d轴下的电压平衡关系得到d轴运算电抗，进而确定d轴各阶电抗与对应的时间常数。本发明简便易行、安全性好且精确度高。

技术领域

本发明属于电机试验的参数辨识领域，更具体地，涉及一种基于sinc信号电压注入与帕德逼近的实心转子大型调相机动态参数辨识方法。

背景技术

针对我国现有特高压直流输电工程中长期存在的动态无功补偿能力不足的问题，具有高动态响应能力且无功补偿容量大的实心转子大型调相机被视为解决此类问题的有效措施，并将广泛加装于特高压直流输电工程的换流站中。

实心转子大型调相机优良的动态无功输出特性，与其主机性能参数，特别是d轴的动态参数紧密相关。因此在实心转子大型的主机制造上，对其d轴动态参数提出了更高的要求。这些要求可以概括为：直轴各阶电抗尽量小，以保证动态时的无功输出幅值足够大；直轴次暂态时间常数尽量大，增大次暂态过程的动态无功输出；直轴暂态时间常数尽量小，保证实心转子大型调相机能够迅速响应其励磁系统的调节作用。

鉴于以上情况，实心转子大型调相机出厂时必须对影响其动态无功输出特性的d轴动态参数进行试验校核。由于实心转子大型调相机采用隐极实心转子等结构，阻尼效果很强，阻尼回路复杂，因此需要提出合理的动态参数试验方法及参数辨识方法，以对实心转子大型调相机d轴动态参数进行准确辨识。

实心转子大型调相机的制造是基于传统汽轮发电机的制造经验，并对其结构进行了较大程度的优化，属于电励磁同步电机范畴，目前尚未有针对于实心转子大型调相机的d轴动态参数辨识方法提出，仅能沿用电励磁同步电机的相关方法。电励磁同步电机的d轴动态参数试验与辨识方法是基于三相突然短路试验，根据其d轴短路电流公式，对得到的机端短路电流用最小二乘法或其他方法进行拟合辨识。

基于三相突然短路试验与最小二乘法的实心转子大型调相机d轴动态参数试验与辨识方法存在以下缺陷：(1)三相突然短路试验准备过程复杂，且会对电机本体形成较大损伤，由于新型调相机容量大、造价昂贵不适宜采用此类试验方法。(2)最小二乘法辨识d轴动态参数首先需要将机端三相突然短路电流根据Park变换，变换到dq0坐标系下，得到d轴电流。由于采用最小二乘法进行拟合的前提是需要求出短路时d轴电流的表达式，而表达式的求解过程繁琐且运用到了许多假设进行简化，因此精确度不高，在对新型调相机这类d轴参数精确度要求高的电机不适用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种实心转子大型调相机动态参数辨识方法，由此解决采用三相突然短路试验以及最小二乘法在针对实心转子大型调相机d轴动态参数辨识存在的操作过程复杂、对电机造成损伤及精确度不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种实心转子大型调相机动态参数辨识方法，包括：

将所述实心转子大型调相机的转子固定在励磁绕组感应电压最小的位置；

将励磁绕组短接，在所述电枢绕组a、b两相间输入sinc信号，并由输入sinc信号后电枢绕组的a相电流确定在当前转子位置下的所述实心转子大型调相机的d轴电流，其中，所述电枢绕组的a相电流与所述d轴电流成正比；

确定d轴电压、d轴电流与d轴运算电抗的关系及在考虑d轴存在多个阻尼绕组时，所述d轴运算电抗的表达形式；