油纸绝缘变压器介质响应电路参数辨识的研究

基于介质响应理论的回复电压测量方法能够有效地无损诊断变压器的绝缘状态,评估变压器绝缘纸中的水分含量。其中回复电压初始斜率特征量与热老化有着密切的关系,因此它也是评估绝缘老化的重要特征量。本文阐述了回复电压初始斜率在辨识介质响应等值电路参数方面具有重要的作用,并建立了利用回复电压初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的数学模型,该模型为含有指数函数的非线性方程组。本文利用最小二乘方法建立了数学优化模型,并应用智能优化算法求解。研究结果表明本文建立的模型是可行的,为评估变压器老化和研究新的特征量提供了新思路。     

改进蚁群算法及其在变压器绝缘介质响应电路参数辨识中的应用

回复电压测量法是一种有效诊断变压器绝缘状态的元损检测方法,建立油纸变压器介质响应等值电路模型是分析绝缘老化与特征量之间关系的有效途径。为此,在建立等值电路数学模型的基础上,将等值电路参数辨识问题转化为数学优化问题,并采用改进蚁群算法进行了等值电路模型参数辨识。最后通过4种测试函数验证了：蚁群算法中将全局最优解结合当次迭代最优解进行全局信息素更新,能够在保证快速收敛的同时,扩展算法搜索范围,而动态信息素局部更新也增强了算法摆脱局部最优的能力。模型计算与实际测量的极化谱对比也说明了改进算法求解的等值模型能准确地反映油纸绝缘变压器的介质响应特性。     

油纸绝缘等效电路参数辨识与老化评估

基于介质时域响应的回复电压法(RVM)是通过外加电压获得电力变压器绝缘老化状态的非破坏性试验方法。采用扩展debye模型的介质响应等效电路分析油纸绝缘系统的复杂极化过程,推导出回复电压数学表达式;采用容易获得的回复电压曲线辨识等值电路参数,借助区间自适应粒子群灵活调节局部和全局搜索的能力,快速地寻找到油纸绝缘等效电路参数最优解;并通过实例仿真分析验证算法的优越性和适用性;最后分析不同绝缘状态的参数值对回复电压的影响,得到老化诊断评估方法。     

油纸绝缘变压器非标准极化谱的仿真研究

针对含有局部峰值的非标准回复电压极化谱的还未能明确的诊断变压器绝缘状态,依据时域介质响应理论,结合现场回复电压测量数据,将扩展德拜模型引入介质响应等值电路,建立变压器油纸绝缘系统等值电路模型.对非标准极化谱进行仿真分析,建立非标准极化谱与等值模型参数之间的关系.仿真结果表明,各时间常数支路的变化可使极化谱产生局部峰值,而且极化谱前端的局部峰值能反映变压器绝缘油的状态情况,同时试验研究结果证明仿真结论是有效的,弥补依据非标准极化谱进行绝缘诊断的空缺.     

油纸绝缘变压器介质响应极化谱的探索与研究

基于扩展德拜模型,建立油纸绝缘变压器绝缘状态与介质响应等值电路之间的关系,并仿真分析模型(时间常数、支路数)改变引起回复电压特征参数和极化谱的变化规律。仿真分析结果表明,极化谱回复电压峰值与主时间常数可作为变压器绝缘诊断的判据,且时间常数不同的RC支路在回复电压极化谱的对应区段才有所影响。通过研究多台不同绝缘状态的变压器,总结出绝缘老化程度与支路数取值的内在联系,由此获取的等值参数最优,所建立模型与变压器实际状况相吻合,可作为油纸绝缘系统状态准确诊断和研究的基础。     

基于区间-粒子群算法的油纸绝缘等效电路参数计算

回复电压法是一种研究变压器绝缘老化状态的非破坏性检测方法。现阶段,为了从理论上分析介质极化特性,许多学者通过建立等效电路模型来辅助分析油纸绝缘老化机理。因此,准确地辨识等效电路参数对后续研究油纸绝缘老化起到至关重要的作用。本文使用初始斜率特征量辨识介质响应等效电路参数的数学优化模型,其计算简单,操作方便。考虑到实际测试中充电电压的波动和测量误差会带来参数计算的误差,本文首次提出采用区间-粒子群算法对等效电路模型进行区间参数计算。区间-粒子群算法在高维多峰值函数中不仅有较好的执行效率,而且能够搜索到最优可行区间。最后通过仿真实例验证了等效电路模型的准确性和区间-粒子群算法进行参数计算的适用性。该研究结果为进一步评估油纸绝缘老化奠定了良好的基础。     

改进仿射粒子群算法在电路参数估计的应用

合理准确地辨识出介质弛豫响应等效电路模型的参数是分析油纸绝缘劣化的重要前提。首先利用一种非破坏性的电气量诊断方法-时域响应回复电压法,从中提取初始斜率特征量建立介质响应等效电路参数辨识的数学优化模型;接着考虑到仪器误差和环境因素等对参数辨识的影响,利用改进仿射粒子群算法对等效电路模型参数进行区间估计,克服了区间算术容易导致参数区间被过估计的不足,发挥了该算法在处理高维多峰值函数中不仅有良好的执行效率,而且能够得到最优可行区间的优点;最后,通过实际变压器现场测试实例,验证了改进仿射粒子群算法对等效电路模型参数估计的准确性与优越性,等效电路模型参数准确的估计为最终分析变压器油纸绝缘老化状态奠定了良好基础。     

应用极化电流辨识油纸绝缘系统等值电路参数

变压器油纸绝缘系统的介质响应特性可以用扩展德拜模型等值电路来描述,研究变压器油纸绝缘系统等值电路参数的辨识方法具有十分重要的意义。文中提出一种应用极化电流辨识变压器油纸绝缘系统扩展德拜等值电路参数的方法,利用极化电流曲线末端主要取决于大时间常数指数项的特点,先在曲线末端不为零处选取初始点计算得到大时间常数支路参数的估计值,再以估计值为基础进行多次修正计算,待参数计算值稳定后再进行检验计算,从而求得各个参数较为准确的数值解;逐条计算,可以求出所有极化支路的参数。文中应用该方法对多台变压器进行等值电路参数辨识,计算得到的等值电路参数与实际值误差较小,拟合极化电流曲线和测量极化电流曲线基本重合。     

油纸绝缘非标准极化谱的中心时间常数提取

针对实际测量中变压器油纸绝缘非标准极化谱中心时间常数不够精确并且耗时较长的问题,文中提出了一种新的中心时间常数提取方法。变压器油纸绝缘非标准极化谱曲线的产生与回复电压测试参数设置、油纸绝缘状态有关,将扩展德拜等值电路模型用于研究非标准极化谱的中心时间常数特性,基于粒子群算法求解由等值电路参数,建立回复电压求解公式,并采用分段3次hermit对回复电压峰值时间进行插值计算,进而计算出连续的标准回复电压极化谱,确定中心时间常数的位置,最后结合了两台实际投入电网运行的变压器测量回复电压极化谱数据,从而得到准确的中心时间常数值,验证了该方法的有效性,提高利用中心时间常数诊断绝缘系统水分含量的准确性。     

油纸绝缘系统回复电压函数建模及拓扑结构辨识

基于扩展德拜等效电路模型与时域介电响应原理,提出一种能够真实反映绝缘介质响应过程的回复电压函数模型,并利用该函数模型辨识油纸绝缘系统拓扑结构。实验结果验证了所提回复电压函数模型以及油纸绝缘系统拓扑结构辨识方法的可行性与准确性,并且通过等效电路的极化支路条数可初步诊断变压器油纸绝缘老化状态。     

基于多新息最小二乘算法的锂电池参数辨识

为了保证电池管理系统的安全可靠运行，需要准确地辨识锂离子电池模型参数。以磷酸铁锂为研究对象，建立其RC等效电路模型，并基于该模型辨识锂离子电池模型参数。锂离子电池模型参数受外部因素影响较大并且参数辨识结果受在线信息采集的限制，采用多新息最小二乘辨识算法进行锂离子电池模型参数在线辨识。通过3种不同的充放电实验采集数据，并根据实验数据在不同初值下进行参数辨识，通过比较由辨识结果估计出的端口电压值与实际值的误差来描述辨识结果的准确度。实验结果表明，多新息最小二乘辨识算法具有快速收敛性与高精确性。     

变压器油纸绝缘介质响应等值的电路建模研究

回复电压诊断方法是一种无损诊断变压器绝缘状态的方法。目前的研究主要基于试验获得的极化谱分析变压器的绝缘状态,利用等值电路更易于分析其极化机理,但现有的电路模型尚不完善,文中系统地给出了油纸绝缘变压器的基于扩展德拜等值电路建模的详细过程,在此基础上,给出了从等值电路模型求解回复电压特征量的思路,并使用一台变压器油处理前后的数据计算了其回复电压极化谱,计算结果表明基于扩展德拜模型等值电路和回复电压计算方法是可行的,利用计算获得的极化谱可以有效分析变压器的绝缘状态,为准确评估变压器老化提供了新的思路,并为分析相关影响因素奠定了基础。     

基于改进FCM和最小互信息算法的户变关系辨识方法

随着低压分布式光伏的高比例接入,传统的户变关系辨识方法利用电压与功率特征进行判断,受光伏出力影响较大。针对分布式光伏大规模接入下低压配电网的电气特征,提出了一种基于数据驱动的低压配电网户变关系辨识方法。首先,基于改进模糊C均值(fuzzy C-means, FCM)聚类算法,利用电压相关性对用户进行初步聚类划分。其次,在初步聚类的基础上,利用最小互信息算法排除光伏出力的影响,建立配变与用户的连接关系识别模型并用回归分析的思想求解,实现对户变关系的精确辨识。最后,通过对某地实际数据进行算例分析,验证了基于改进FCM和最小互信息算法的户变关系辨识方法在大规模光伏接入场景下的有效性。实验表明,该方法相比传统的电压和功率特征判别方法具有更高的准确率。     

基于VFFRLS算法的锂电池参数辨识

动力电池性能是影响电动汽车综合性能的关键因素,因此准确辨识锂离子电池模型的参数对后续电池系统的荷电状态估计和健康状态预测至关重要。为了提高锂离子电池模型参数辨识算法的精度,以磷酸铁锂电池作为研究对象,建立电池二阶RC等效电路模型,并采用基于变量遗忘因子的最小二乘算法对锂离子电池模型进行在线参数辨识。通过搭建测试平台进行充放电实验,基于2种不同工况的实验数据,分别用文中算法、递推最小二乘算法和传统的带遗忘因子的最小二乘算法进行参数辨识,根据辨识结果估计出的端口电压与实验测试得到的实际值的误差比较来描述文中算法辨识结果的准确度。实验结果表明,基于变量遗忘因子的最小二乘算法在锂电池参数辨识方面表现出快速的收敛性和较高的估计精度。     

油纸绝缘变压器老化特征分析

目前,国内外学者对回复电压法做了大量的研究,但是还没有一个明确评估变压器油纸绝缘老化状态的方法。在理解介质极化特性的前提下,以变压器油纸绝缘极化等效电路模型为基础,仿真分析了回复电压特征量随极化等效电路参数(极化电阻、极化电容以及支路数)变化的规律。仿真结果表明,回复电压峰值的最大值、回复电压初始斜率最大值及主时间常数等可用来评估变压器绝缘状况。同时,等效电路模型的支路数也可辅助评估变压器的绝缘状况。最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了上述特征量用于评估变压器绝缘状态是可行的。     

考虑铁耗电阻的感应电机参数在线辨识技术

传统感应电机高性能控制方案中,电机模型忽略了电机铁耗的影响,与实际物理模型有一定的偏差。基于包含铁耗等效电阻的感应电机模型,建立新的励磁电流计算方法,对电流和电压信号进行高精度的采样和离散处理,并对电机模型进行数学推导,得到基于递推最小二乘法(RLS)的辨识模型,实现了对铁耗电阻、转子电阻等重要电机参数的在线辨识。建立了MATLAB仿真模型,对参数辨识算法进行验证。仿真试验结果表明:所提方法可以在不同工况下实现较高精度的辨识,并可以快速地跟随待辨识参数的变化,为感应电机高性能控制奠定了基础。     

基于Nelder-Mead优化的PEMFC三阶RQ等效电路参数辨识研究

精确、有效的燃料电池等效电路有助于分析燃料电池内部工作情况,确保燃料电池系统稳定可靠地运行。针对燃料电池内部工作状态无法使用传感器精确监测的问题,提出了基于Nelder-Mead优化算法的PEMFC 3阶RQ等效电路参数辨识方法 ,根据电池工作原理建立3阶RQ非线性等效电路模型,将模型参数与实际物理意义相结合建立复数域下的实部、虚部加权目标函数,最后在电化学交流阻抗谱实验的基础上进行参数辨识研究。研究结果表明:在相同初始条件下,Nelder-Mead优化算法在精度、速度上与最小二乘法相当,但抗干扰能力更强;与遗传算法相比,精度相当但速度更高,可以用于燃料电池的在线参数辨识。     

含有载调压调容配变的城市配电网节能降损动态优化模型

首先分析了电能替代下城市配电网的负荷特征,并根据有载调压调容配变潮流计算等值电路推导有功损耗计算式;然后以全网电能损耗最小为目标函数,提出了一种含有载调压调容配变的配电网节能降损动态优化模型,并采用并行协同进化算法进行求解,获得有载调压调容配变等设备动作方案。最后,通过某实际55节点配电网的仿真分析,验证了所建模型的有效性。     

基于抗频率偏移电感辨识的并网逆变器模型预测控制

电感参数对实现并网逆变器高精度模型预测控制至关重要,而传统电感辨识方法易受到电网频率偏移的影响,且在有功功率为零时无法使用。为提高模型预测控制中电感参数的频率鲁棒性,提出了一种基于模型参考自适应的电感在线辨识方法。首先,设计了一种二阶滑模观测器观测电网电压。其次,在不补偿低通滤波器造成观测电压幅值和相位偏差的情况下,令实际电网电压也产生相同的幅值和相位偏差,而后利用二者之间的误差与电感误差的关系建立电感辨识模型,从而克服了电网频率偏移对电感辨识结果的影响,且在有功功率为零时也可实现电感辨识。最后,将辨识出的电感参数代入模型预测控制算法,即可实现对逆变器更准确地控制。实验研究验证了所提电感辨识方法的有效性和准确性。     

充电模态下电动汽车动力电池模型辨识

电池模型及参数辨识是电动汽车动力电池进行充、放电优化控制的基础,同时模型参数受充、放电工况的影响。为对充电模态下的电动汽车动力电池进行建模与参数辨识,对动力电池建模方法、模型参数辨识算法展开研究,建立基于电极阻抗谱理论的可变阶次电池等效电路模型,提出基于遗忘因子扩展递推最小二乘算法(FFRELS)的模型参数辨识算法,构建基于贝叶斯信息准则(BIC)的电池模型最优阶次选择算法,创建基于晶格气体模型(LGM)的电池开路电压模型,对电池模型参数辨识算法进行修正,实现了充电模态下的电池模型参数辨识与最优阶次选择。仿真结果证明了该方法的有效性。