虚拟仪器技术在同步发电机动态参数辨识中的应用

为了灵活处理复杂的大型同步发电机的突然三相短路试验的动态数据,本文给出了如何利用LabWindows/CVI设计软件开发了大型同步发电机动态参数辨识虚拟仪器(VI)的方法,其中重点阐述了通过混合编程原理调用MATLAB中的小波消噪法(wden())去除噪声对动态测试信号的干扰和利用非线性最小二乘回归算法(lsqcurvefit())直接对发电机的各试验的数学模型中各分量优化组合后进行参数辨识.     

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。     

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。     

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。     

同步发电机短路故障参数的扩充Prony算法辨识

针对同步发电机短路故障问题,在分析同步发电机短路电流信号特点的基础上,提出了基于扩充Prony算法的同步发电机三相短路电流分段分析方法,建立了同步发电机突然三相短路电路模型。通过仿真分析得到拟合误差曲线以及A、B两相短路电流的模态信息。仿真结果表明:算法能够有效的提取各相电流信号的幅值、频率、相位和阻尼参数等模态信息,信号拟合精确度在10-5以上,是一种有效的同步发电机短路电流分析算法。     

基于小波变换和改进粒子群算法的同步电动机参数辨识

为准确辨识出同步电动机的参数,提出了小波变换和改进粒子群算法相结合的新算法。通过小波变换对三相突然短路电流进行消噪处理,有效地降低了采集噪声,提高了信噪比。根据同步电动机参数辨识数学模型,在标准粒子群算法的基础上应用了线性惯性权重方法,克服了其后期容易陷入局部最优的缺点,提高了参数的求解准确度。通过同步电动机动模试验,对短路电流进行采样研究分析。结果表明,所提算法能够正确辨识出同步电动机各参数,取得了很好的求解效果。     

基于EMD-SG和信息熵矩阵束的同步电机参数辨识

为了解决工程实际中准确获得同步电机瞬态及超瞬态参数问题,提出经验模态分解与矩阵束算法相结合的新型同步电机参数识别法。该方法借助EMD对采集到的含噪短路电流信号进行分解,采用Savitzky-Golay滤波器对高频分量部分进行平滑降噪预处理,借此提高其信噪比;为较好识别短路电流模态阶数,将信息熵引入矩阵束并将此改进矩阵束算法用以提取预处理后的短路电流各分量的频率和阻尼,进而识别出同步电机的瞬态参数。同步发电机三相突然短路仿真与试验参数辨识结果均表明,该方法在信噪比低于24 d B时,仍能快速、精确地辨识同步电机参数。     

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.     

采用三相突然短路法测量同步电机参数

用突然短路法测量同步的电机参数，采用作者研制的具有ｄｐ０变换功能的电机数据采集系统来直接测量突然短路电流的ｄ，ｑ轴分量，并对连续测量的ｉｄ，ｉｑ进行参数辨识，即可获得同步电机的短路参数，这种方法的优点是每个周期内的采样点比较少，采用最小二乘法进行参数估计的收敛疏通够得到保证。文中还对三相短路的不同时性对测试结果的影响进行了探讨，给出了三相模拟发电机的试验结果。     

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...     

基于小波变换和神经网络的同步电机参数辨识新方法

准确地辨识同步电机参数,是研究分析电力系统运行和控制系统设计的前提。神经网络具有信号分离能力，但传统的人工神经元模型不适合分离同步电机的三相突然短路电流。为精确辨识同步电机的瞬态参数，文中提出了一种改进的人工神经元模型，并将小波变换和改进的线性人工神经元结合起来，对采集到的同步电机三相突然短路电流进行分析处理。利用小波变换对短路电流进行预处理，并辨识得到各个时间常数；根据辨识得到的时间常数来设定神经元激发函数中时间常数的迭代初始值，用改进的人工神经元模型对短路电流进行分离，得到其中的直流、基波和二次谐波电流分量，通过简单代数运算便得到电机的瞬态参数。仿真分析和实机试验表明，该方法能够有效地分离出短路电流中的信号成分，并且提高了电机参数的辨识精度。     

A method of predicting transient constants of synchronous machines

It is difficult to determine the subtransient (transient) reactance and subtransient (transient) short-circuit time constants of medium and large synchronous machines by the sudden three-phase short-circuit test because large-capacity equipment is required. This paper describes a new method of measuring these constants by means of a simple test using a small dc power supply. The key points of this method are as follows. (1) A dc voltage is applied to the armature winding (two terminals with the third one open) of a stationary synchronous machine through a resistance. When the two terminals are closed, the winding is short-circuited and the current in the armature winding decays. The whole process of decaying current is recorded. (2) The value of the transient phenomena of the winding calculated from circuit equations (armature, field winding and damper winding circuits) is compared with actual data, and the unknown equivalent circuit constants are identified by the least squares method. (3) Transient phenomena of the sudden three-phase short-circuit are calculated by the two-reaction theory using identified constants, and, hence, these constants are calculated. The transient constants of synchronous machines obtained by the new method agree closely with the observed values.     

Synchronous Machine Parameters Evaluation with a Hybrid Particle Swarm Optimization Algorithm

This article presents a novel methodology for the determination of synchronous machine parameters from the sudden short-circuit (SCC) test. Records of armature and field currents transient behavior are used to evaluate the d-axis equivalent circuit, including the rotor characteristic reactance, and the traditional synchronous machine parameters. The method is based on the evolutionary computer algorithm, the hybrid particle swarm optimization (HPSO). The developed program has been successfully applied into two large salient pole synchronous machines test data.     

基于 EMD 和 Prony 算法的同步电机参数辨识

Prony 算法是一种线性系统时域模态参数识别方法,对分析数据的噪声非常敏感,对输入信号要求较高.鉴于此,将经验模式分解(empirical mode decomposition,EMD)与Prony 算法相结合的方法应用到同步电机参数辨识中.利用EMD 的分解能力,对采集到的同步电机三相突然短路电流进行时空滤波和平稳化处理,除去高频噪声 IMF 分量,然后用 Prony 准确辨识出同步电机的瞬态和超瞬态参数.仿真试验结果表明该方法具有精度高、抗噪性强等特点.     

Critical Generation Evaluation Using Hybrid Energy Function Method

It is well known that the transient energy function (TEF) method is useful for an efficient transient stability assessment as represented by the estimation of the critical clearing time (CCT). However, there still remains an issue for practical use: most of the TEF methods adopt the classical model of a synchronous machine in which the internally generated voltage is assumed to be constant. Moreover, critical generated output can be a more practical stability index instead of the CCT used in the conventional TEF methods. In this paper, a conventional hybrid TEF method is developed in order to estimate the transient stable critical generated power by using an improved hybrid simulation. The proposed method can handle the detailed model for a synchronous machine and can estimate the critical generated power with higher accuracy. Experimental results for a large network model are given in order to verify the practicability of the proposed method.     

同步电机直轴瞬态参数辨识

对基于Matlab的同步电机直轴瞬态参数测试方法进行研究。通过建立相应的数学模型来分析同步电机三相突然短路实验中电机的瞬态过程;运用Matlab分别采用传统方法和最小二乘法对测量的数据进行分析和处理;最后根据实例验证方法的可行性,并通过检测数据的比较选出较优越的算法。     

大容量新型调相机关键技术参数及其优化设计

大容量新型调相机旨在满足特高压直流输电大规模发展带来的强大的系统动态无功需求,因此其电气参数必然不同于以稳态无功补偿为主的传统调相机。本文通过系统分析各电气参数对调相机暂态及次暂态特性的影响,提炼出调相机动态性能优化的关键技术参数和措施,即尽可能降低直轴次暂态电抗X"_d和主变短路电抗X_k,减小直轴开路及短路时间常数T'_(d0)和T'_d,并将励磁系统强励倍数提高至3.5倍。同时对调相机的具体优化设计方案给出了建议。