汽轮发电机动态数学模型参数辨识

针对发电机主保护的切机时间越来越短、故障录波器记录的故障数据越来越少的问题,提出了一套新的参数辨识方法,并给出了详细的推导过程.此方法的特点是根据故障后一个周波以内的定子三相电流、电压波形以及励磁绕组电流、电压波形辨识出发电机动态数学模型的参数.对一台300 MW汽轮发电机三相突然短路的数值仿真结果进行了参数辨识,辨识出的所有参数的误差都小于5%,证明了该方法的正确性.     

大型发电机突然三相短路试验数据分析和动态参数辨识

高速采样和高精度数字化自动测试仪器应用于大型同步发电机测试,需要计算机辅助分析程序自动分析数据和辨识电机的参数。为了提高参数辨识精度,本文提出了一种全新的动态参数辨识方法,即根据短路电流中衰减分量的性质,推导出优化组合模型分时段采用非线性最小二乘回归方法直接辨识发电机参数的原理。另外,还根据IEEE Std-115和GB／T-1029有关发电机突然三相短路电流波形处理方法实现对短路电流上下包络线的拟合以计算大型同步发电机的动态参数。并开发了利用突然三相短路试验数据辨识大型同步发电机动态参数的计算机辅助分析软件。通过实际电机的测试数据处理,验证了软件及算法的实用性。     

Buck变换器参数辨识的研究

构建了Buck变换器参数辨识的方法。通过检测电感电流和输出电压的波形信号，可辨识出电路的滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻，并可应用于参数在线辨识，故障趋势判断和预知维护。最后通过实验验证了这一方法的有效性。     

参数辨识方法的三相不对称负载电能计量研究

以三相四线制星形连接供电系统为例,分析了三相负载的不对称性对负载电能计量的影响。提出了三相负载虚拟中性点电压参数辨识的改进用户电能计量方法：在用户侧负载参数未知的情况下,利用同步采样三相电路公共连接点的实测电压、电流波形,采用参数辨识方法辨识负载虚拟中性点的电压,从而做到准确计量三相负载电能。通过Matlab仿真实例,将传统电能计量值和基于辨识方法的电能计量值分别与三相负载实际消耗的电能作比较,验证了该电能计量方法的准确性及合理性。     

基于双馈风力发电机三相短路的参数辨识

在双馈风力发电机组中多采用矢量控制对双馈风力发电机转速进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,提高矢量控制的效果,提出基于发电机突然三相短路的参数辨识方法.研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将短路电流波形各电流分量分离...     

双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将各电流分量分离,与三相短路电流表达式对比即可辨识出电机内部参数。1.5 MW双馈风力发电机的仿真数据验证了辨识方法可行,且具有较高的准确性。     

Prony扩展谐波分析法在发电机突然短路故障中的应用

本文利用Prony扩展谐波分析法对发电机三相突然短路后的故障电流进行分解,分解结果充分反映了发电机短路后的电流变化特征,说明Prony算法的有效性。在此基础上,利用各分解量,对发电机的参数进行辨识,辨识的结果与设计值吻合得很好,拓展了该方法的应用范围。     

基于电网电压前馈的VSG平衡电流控制策略

在电网电压不平衡条件下基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的逆变器输出三相电流不平衡并且电流幅值过大。针对此问题,提出一种基于电网电压前馈的VSG平衡电流控制策略。利用VSG电流内环的控制框图推导出前馈控制器的传递函数,再将电网电压经前馈控制器前馈至电流内环,减轻故障电压对电流波形的干扰,降低电流畸变率。将瞬时有功、无功功率的平均值反馈到VSG算法得到抑制负序电流的电压参考指令,在电网电压故障期间使并网电流依然保持三相平衡而且幅值稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真证明了所提控制策略的有效性。     

基于Crowbar保护的三相短路电流的DFIG参数辨识方法

双馈风力发电机(DFIG)作为风电机组的核心部件,其准确的模型参数对于含风电电力系统的动态安全分析与控制至关重要。提出了一种在风机端口三相短路故障下,利用计及Crowbar保护动作的风机短路电流辨识DFIG参数的方法。在DFIG传统三相短路电流解析模型的基础上,考虑定转子磁链之间的耦合以及Crowbar电阻对故障暂态过程的影响,提出了一种计及Crowbar保护的DFIG三相短路电流解析式。采用轨迹灵敏度法分析DFIG参数的可辨识性以及辨识难易度。基于Matlab/simulink仿真平台搭建DFIG风电场模型获取短路电流数据,采用自适应变异粒子群(AMPSO)算法辨识DFIG模型参数,并对辨识结果进行误差分析,仿真结果验证了所提方法的正确性。     

Prony法在同步发电机参数辨识中应用

提出在同步发电机短路试验中应用Prony法实现参数辨识。用Prony法对三相短路电流实测数据进行指数函数的最小二乘拟合,可确定同步发电机的大部分参数。同步发电机参数辨识分4步实现:确定Prony法中的拟合模型阶数、采样总数和采样间隔;对空载三相短路电流进行实测或录波;利用Prony法辨识三相短路电流中各分量对应的特征量;利用所得特征量辨识同步发电机参数。通过对算例发电机进行数值辨识,结果表明该方法的有效性。研究结果显示:取采样时间间隔约为2ms时,辨识效果好;辨识精度与算法中拟合模型阶数、采样时间间隔和采样总数有关,并受信号中噪声的影响,需加以改进。     

基于PMU和缓变功率的发电机组运动方程参数在线辨识

由于发电机机械功率无法被直接测量,并且电磁参数会因动态过程不同而发生较大变化,在发电机组综合参数辨识中,运动方程参数不能被准确辨识。提出了缓变功率的概念,基于相量测量装置(PMU)数据对发电机运动方程参数进行独立辨识。首先,对发电机运动方程进行变换,使得所测电磁功率由缓变功率和快变功率组成,其中缓变功率由不可测的机械功率和恒定功率组成,快变功率由待辨识的运动参数和可测得的转速组成;然后,采用低通滤波器从实测电磁功率中获取缓变功率曲线,从而将含有不可测变量的运动方程转化为以待辨识参数为未知量的可辨识方程。应用结果表明所提方法能够减少参数辨识中不考虑机械功率变化或者认为机械功率变化与转速偏差具有线性关系所引起的误差。     

基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识

为提高同步发电机暂态及次暂态参数辨识精度,提出了一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法。首先确定了基于轨迹灵敏度的辨识数据区间选取方法,将量测的发电机参数的轨迹灵敏度作为指标,根据该指标的衰减程度,选取暂态及次暂态参数信息含量较大的量测数据作为辨识数据,以提高相应参数的辨识精度;其次采用抗差优化模型作为机组参数辨识优化模型,以提高参数辨识模型的抗干扰能力。算例验证了所提方法的有效性。     

基于SCADA及时域最小二乘法的抽水蓄能电站发电机多工况参数辨识

为了辨识抽水蓄能电站发电机多种运行工况下的模型参数,通过建立发电机的微分方程模型,并经过数学推导建立了发电机实测数据变量与发电机待辨识参数数学关系。基于时域最小二乘法的原理,给出了发电机各工况下适用的参数辨识方法,并通过抽水蓄能电站的SCADA(supervisory control and data acquisition)数据采集系统获得运行数据并对各工况参数进行辨识。仿真验算运用南方电网某抽水蓄能在发电和抽水两种工况下的实际运行数据,通过编制C++程序分析计算得到发电工况和抽水工况下的抽水蓄能整个发电机系统的参数值。将参数值与实际铭牌值相比,误差不超过5%。仿真结果表明,运用高采样速度的实时运行数据,能够激发抽水蓄能机组的暂态和次暂态过程。这种经过采样数据和公式推导相结合的辨识方法比通过传统做实验的辨识方法更简单、方便、有效,且适合抽水蓄能机组多工况运行的特点。     

面向故障暂态建模的光伏并网逆变器控制器参数辨识

为了构建电网故障情况下高可信度的光伏电源暂态等效模型,为含光伏电源的电网故障特性分析和继电保护研究奠定基础,提出了一种面向故障暂态建模的光伏并网逆变器的控制器参数辨识方法。该参数辨识方法以差分进化算法为基础,不仅可以辨识出PI调节器参数,也能准确辨识出限幅环节参数,以弥补现有控制器参数辨识方法的不足,从而确保光伏电源故障暂态建模的准确性。建立了PI调节器参数和限幅环节参数的分阶段辨识流程,并采用理论计算方法确定了初始种群中各解向量的初始值,以加快待辨识参数收敛到真实值的速度,提高控制器参数的辨识效率。     

基于αβ坐标系模型的双馈风力发电机参数辨识

目前双馈式风力发电机(DFIG)为国内外风力发电机的主流机型。要研究大规模风电并网对电力系统可靠性和稳定性等方面产生的影响,必须要有准确的风力发电机的模型和参数。研究了双馈风力发电机的模型参数辨识方法。首先在Matlab/Simulink环境中搭建了风力发电机并网的仿真模型,得到并网的实测数据。然后选用发电机的αβ坐标系数学模型,在对模型进行可辨识性分析的基础上得到定子自感、定转子互感的表达式。最后利用遗传算法,并采用分步辨识策略,进一步辨识出转子初相位θ0角、定子自感、定转子互感、转子互感等风力发电机参数。为研究大规模风电并网等课题提供了可靠的理论依据。     

基于测功法甩负荷试验的汽轮发电机组主要动态特性参数的辨识

结合汽轮发电机组系统模型的已有成果，分析了汽轮发电机组主要动态特性参数，提出利用测功法甩负荷试验提供的关键测量数据辨识汽轮发电机组主要动态特性参数，并对这些参数进行了可分离辨识的讨论。将遗传算法应用于参数辨识，效果良好。辨识得到的汽轮发电机组动态特性参数可用于转速飞升过程等动态特性分析，对提高测功法甩负荷试验的技术水平和经济效益具有实际意义。     

基于Prony算法的发电机励磁系统参数辨识

阐述了发电机励磁系统参数辨识的原理。基于Prony算法提出了一种工程上便于应用的发电机励磁系统参数辨识新方法。指出该方法的优点是根据励磁系统输入、输出响应信号直接在时域上实现参数的辨识。在Matlab/Simulink中的仿真结果表明,该算法能准确的辨识出励磁系统各个环节的参数,具有精度好、运算率高、程序通用性强等优点。     

用PMU实测数据辨识同步发电机参数的关键问题

研究了参数的可辨识性分析、扰动类型的选择、相量测量单元量测数据的滤波和实测功角恒定偏差对同步发电机参数辨识的影响等问题。提出以H阵的条件数作为参数的可辨识性指标,用以定量描述参数的辨识条件,以同时考虑模型结构和扰动深度等因素对参数可辨识性的影响。从理论上分析了不对称扰动数据的正序分量可用于同步发电机的参数辨识,并用实测数据进行了验证。根据对发电机动态特性的激发程度,合理地选择扰动类型;从电子信息科学领域引入一种零相移的数字滤波方法,解决了传统滤波器给量测信号引入相移的问题。总结了现有的功角测量方法,指出直接法测得的功角与真实功角可能存在恒定偏差,并研究了这一偏差对参数辨识结果的影响。实际算例验证了所述方法的有效性。     

机组非停扰动下PSS调节性能评估及参数校核

研究了基于WAMS系统数据的机组非停扰动下PSS调节性能的评估和参数校核方法。首先阐释了基于相移原理的PSS调节性能评估原理。其次在额定有功功率、50%额定有功功率、发电机进相三种工况下进行了机组非停扰动下实际电网仿真计算。然后对实际电网中某次故障停机事故的WAMS数据进行了分析,进一步证实了通过有功功率与PSS输出信号的相位差评估PSS参数的有效性,并通过现场负载阶跃试验验证了PSS参数的正确性。通过理论分析、仿真计算和现场试验相结合,论证了所述方法的有效性,该成果对于PSS性能的改善具有积极的意义。     

基于电阻耦合法的发电机励磁系统参数辨识

提出了一种基于电阻的信号耦合法,可将伪随机信号或阶跃信号耦合到自动电压调节器（AVR）的机端电压反馈信号中,用于解决目前某些发电机励磁控制系统时没有预留测试信号输入端子而难以进行励磁系统参数辨识试验的问题。该方法已用于某实际385MW同步发电机励磁系统现场测试,并用遗传算法进行了参数辨识。校验结果证明了该方法的有效性。