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。     

三相△接法同步发电同带整流负载特性的数值仿真

基于同步发电机理论,建立了同步发电机三相定子绕组三角形法接法带整流负载系统的数学模型,文中计及高次谐波气隙磁场和整流元件压降的影响,利用一种数值算法,对不同整流负载的特性进行了仿真,给出了它们的仿真波形,并进行比较。     

遗传算法在发电机励磁系统参数辨识中的应用

提出了一种基于遗传算法的将发电机励磁系统原模型转换为仿真软件下标准模型的参数辨识方法,以原模型和标准模型的输出误差最小作为辨识目标,利用遗传算法不断优化调整标准模型中的参数,最终得到满足误差要求的励磁系统标准模型参数.与传统的励磁系统参数辨识方法相比较,该方法很好地解决了励磁系统非线性环节难以有效辨识的问题,方便可靠,精度高.实际发电机励磁系统参数辨识结果表明,该方法具有很好的效果.     

三相Δ接法同步发电机带整流负载特性的数值仿真

基于同步发电机理论,建立了同步发电机三相定子绕组三角形接法带整流负载系统的数学模型,文中计及高次谐波气隙磁场和整流元件压降的影响,利用一种数值算法,对不同整流负载的特性进行仿真,给出它们的仿真波形,并进行比较。     

光伏虚拟同步发电机建模与仿真研究

为提高光伏虚拟同步发电机建模的准确性,给出了计及光伏输出最大功率点跟踪、储能、并网逆变器于一体的光伏虚拟同步发电机的建模方法。首先,考虑光伏阵列及蓄电池储能的输出特性,分直流和交流两部分建模,得到其各自的输出功率数学模型。其次,结合光伏输出最大功率点跟踪和储能的双环控制,提出一种分层协调的虚拟同步发电机控制策略,给出光伏虚拟同步发电机四种运行模式,并综合交直流输出特性,获得光伏虚拟同步发电机四模式运行的等效输出静态模型。最后,通过Matlab/Simulink平台搭建了光伏虚拟同步发电机的仿真模型。仿真结果验证了所建模型的准确性及控制策略的有效性。     

基于随机子空间的同步电机参数高精度辨识新方法

将随机子空间辨识方法应用于同步电机的参数辨识中,提出基于随机子空间辨识的三相短路电流处理新方法。随机子空间辨识是一种线性系统时域模态参数识别方法,利用系统输出的数据构造汉克矩阵,进而分离出系统状态方程的系统矩阵和输出矩阵,从而识别系统的模态参数:固有频率、阻尼比、振型。应用该法分析同步电机短路电流,首先识别时间常数,进而依次消去时间常数识别各电抗参数。分别针对无阻尼、噪声和有阻尼背景下的仿真信号和同步电机三相短路电流进行仿真分析,计算中基于振型实现系统自动定阶,同时与普罗尼法作对比,结果表明该法抗噪性强、检测精度高。     

基于无功相对偏差的无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断新判据

为了寻找到在线识别无刷励磁同步发电机转子匝间短路故障的新方法,通过对同步发电机发生转子绕组匝间短路后电磁特性和电气参量的变化进行分析,根据故障发生后励磁电流增加而无功输出量却相对减少的特征,提出了利用计算和测量故障前后发电机输出无功相对变化率,作为识别无刷励磁同步发电机转子匝间短路故障严重程度的一个较为实用的方法。利用发电机动态模拟试验机组,进行了相关的试验验证。     

基于最小方差基准的励磁系统性能评估

对同步发电机励磁系统性能评价一般通过阶跃响应方法,但该方法无法在线进行,为此提出了最小方差控制基准的性能评估方法。对系统设计最小方差控制器并作为系统控制性能上限,与系统实际性能进行比较而得到性能指标,并对该方法进行系统滤波和相关性分析FCOR(Filtering and Correlation Analysis)算法的改进,避免了Diophantine方程的展开运算。分析表明该评估方法只需利用同步发电机输出端电压数据,结合系统时滞d就可以得到励磁系统的性能指标。仿真结果表明该方法简化了计算过程,能够及时准确地在线评估励磁系统的控制性能。     

改进遗传算法在发电机励磁系统参数辨识中的应用

提出了一种基于改进遗传算法的将发电机励磁系统原模型转换为仿真软件下标准模型的参数辨识方法,以原模型和标准模型的输出误差最小作为辨识目标,利用改进遗传算法不断优化调整标准模型中的参数,最终得到满足要求的励磁系统标准模型参数。与传统的励磁系统参数辨识方法相比较,该方法很好地解决了励磁系统非线性环节难以有效辨识的问题,方便可靠,精度高。实际发电机励磁系统参数辨识结果表明,该方法具有很好的效果。     

复合励磁同步发电机的设计与仿真

就复合励磁永磁同步发电机的原理及设计进行了简单分析,重点应用M atlab/S imu link建立了双输出绕组的复合励磁同步发电机模型,并对单输出绕组的复合励磁同步发电机的励磁调节特性进行仿真,仿真结果说明:该电机模型的有效性,为进一步优化设计电机及励磁控制提供了必要的参考。     

基于PMU的同步发电机在线参数辩识研究

针对同步发电机离线参数测量方法不能精确反映发电机运行特性,提出利用相量测量装置PMU实现对发电机运行参数的实时采集,从而实现发电机运行时参数的在线参数辨识。阐述了同步发电机5阶、3阶以及2阶数学模型及参数表示的物理含义;提出了利用PMU实时采集发电机机端电压、电流以及励磁电压、电流,在WAMS系统主站利用GA算法实现对发电机参数的在线辨识。辨识结果证明了发电机参数在线辨识的可行性和有效性,具有较高的理论价值和实际价值。     

直流配电系统接口换流器虚拟同步发电机自适应惯性控制策略

直流配电网具有低惯性弱阻尼特征,负荷投切、分布式能源出力波动等扰动,会对直流母线电压造成严重影响.类比交流系统中的虚拟同步发电机控制,文章提出了基于电压-电流下垂控制的直流虚拟同步发电机自适应惯性控制策略;建立了直流虚拟同步发电机小信号模型,推导出直流母线电压与直流侧输出电流之间的传递函数;根据直流母线电压暂态振荡特征,设计了自适应虚拟惯性系数策略.仿真结果表明,所提控制方法能够改善系统暂态响应,提高直流配电系统的稳定性.     

改善独立微网频率动态特性的虚拟同步发电机模型预测控制

随着分布式能源在独立微网内的渗透率不断升高,系统惯量水平逐渐降低。虚拟同步发电机(VSG)由于能够模拟惯量,对系统频率的动态变化具有一定的阻尼作用,已逐步应用于微网中。针对新能源出力波动或负荷投切等导致微网内瞬时功率失衡,进而引起系统频率振荡甚至超过安全约束的问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的VSG控制方法。建立了以频率变化率为约束,以频率偏差和VSG出力加权值为优化目标的预测模型。设计了根据系统频率及VSG输出电压—电流等物理量,利用预测模型计算所需功率增量,并据此改变VSG输入功率设定值的整体控制策略。同时,给出了预测模型的求解算法,并对算法收敛性进行分析,为关键参数的选取提供了依据。通过独立微网内负荷投切和分布式电源出力波动等典型工况下的仿真,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

Synchronous Generator Parameter Estimation Using Data Collected with Machine in Closed-loop Operation

Knowledge of synchronous generator physical parameters (such as rotor inertia, inductances, etc.) is desirable for power system analysis and control. Experiments for parameter identification of a synchronous generator, multi-variable, non-linear system can be carried out only with the controllers in action. In this article, estimation of the physical parameters of such systems is investigated using data collected from the machine in closed-loop operation. To obtain good accuracy of parameter estimates, both discrete and continuous-time model structures have been considered. Continuous-time generalized Poisson moment functional method has proven to be very effective. Results of simulation studies with the machine in closed-loop operation show the effectiveness of this approach. Monte Carlo simulations are also used to show the low variance of the estimates in a noisy environment.     

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。     

使用辨识得到的运算电感模型估计同步发电机d轴等值电路参数

提出了一种利用辨识得到的运算电感模型确定同步发电机d轴等值电路参数的方法。由于辨识得到的运算电感模型的参数通常带有误差,直接根据解析公式求取的等值电路参数值可能远离其真值。为获得较为准确的等值电路参数值,首先将用解析公式计算得到的等值电路参数值作为初值,然后基于发电机的混合状态模型,用预测误差法对等值电路参数进行估计。数值仿真的结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于物理模型的同步电机参数可辨识性研究

针对实际辨识过程中出现的参数辩识结果不稳定及多解的情况,提出并研究了基于物理模型的同步电机参数的可辨识性.根据模型可辨识性的概念及分析方法,结合三相同步电机的物理模型特点,推导了三相同步电机的观测方程和忽略定子暂态的状态方程,然后基于该状态方程和观测方程,推导了三相同步电机的传递函数矩阵,最后根据可测输入、输出所对应的传递函数,构造了传递函数系数与待辨识参数之间的关系,实现了基于物理模型的三相同步电机参数的可辨识性分析.仿真结果验证了理论分析的正确性,即仅利用暂态和次暂态过程的测量数据就可以辨识三相同步电机的所有电抗参数.     

虚拟同步发电机输出阻抗建模与弱电网适应性研究

研究了弱电网条件下虚拟同步发电机-电网互联系统的交互稳定性。在考虑主电路参数、控制参数等因素影响的基础上,提出一种dq旋转坐标系下虚拟同步发电机的输出阻抗模型,并推导其解析表达式。分析了该输出阻抗的频率特性,得出虚拟同步机在弱电网下运行易失稳的结论。基于广义奈奎斯特判据研究电网强度及功率环控制参数对虚拟同步机运行稳定性的影响,以此为依据提出一种基于增大有功环参数的虚拟同步机致稳控制方法,从而提高其弱电网运行的适应性。基于RTDS的硬件在环仿真平台进行仿真计算,验证了理论分析的正确性。     

基于多源信息融合的同步发电机转子绕组匝间短路故障识别

转子绕组匝间短路是同步发电机中一种较为常见的故障,随着故障的发展会对发电机的安全运行造成威胁。针对该故障在早期时不易检测的情况,将多源信息融合理论应用到同步发电机的转子绕组匝间短路故障识别中。根据同步发电机特点及传感器情况,分析并选择合适的短路故障特征量作为证据体。将发电机中的多组故障特征证据体依据证据理论进行融合,得到高置信度的故障判定结论。同时进行同步发电机故障实验,与单特征量作对比验证了多源信息融合在发电机转子绕组匝间故障识别中的有效性。实验结果表明,该方法减少了单一传感器不确定性的影响,提高了故障识别准确性。     

具有鲁棒特性的虚拟同步发电机无功电压环节参数设计

虚拟同步发电机(VSG)是近年来并网逆变器控制策略研究中的热点,但关于其无功电压环节参数设计的研究目前并不多见。首先,以具有鲁棒特性的VSG为例,建立端电压设定值与其输出电压和无功功率之间的小信号模型。然后,利用增益对比分析实现无功电压环节和有功环节的解耦,得到了2阶形式的VSG无功电压环节数学模型,并借鉴IEEE和IEC推荐的同步发电机励磁系统参数设计依据,实现VSG无功电压环节参数的设计。最后,利用仿真和实验验证了所提方法的正确性与有效性。