[发明专利]一种同步发电机参数的辨识方法

说明书

技术领域：

本发明属于同步发电机参数辨识技术领域，涉及一种采用改进进化算法对同步发电机参数进行辨识的方法，特别是一种对隐极转子与凸极转子同步发电机参数辨识均适用的方法。

背景技术：

电力系统参数的正确性是电力系统状态估计、潮流计算、网损分析、故障分析、保护装置定值计算、市场分析等应用分析功能的基础。目前，在发电机参数的实际使用中，由于缺少实测参数而直接采用设计参数，以及线路改建、运行环境变化等原因，容易导致运行人员对电网参数掌握不准确，从而降低电网模型的可靠性，导致基于电网模型的各项应用分析和辅助决策功能的可信性大大降低，严重影响了特大电网的安全稳定运行。同时，在市场环境下，阻塞管理、实时电价制订等也都依赖于准确的电网模型和各种参数，因此，电力系统的发电机参数的正确性可能会影响到市场成员的经营决策，造成严重的社会影响。而现有技术中辨识发电机参数的方法普遍存在着工艺过程复杂，辨识正确性差，辨识效率低，运算过程时效长等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种同步发电机参数的辨识方法，为电网分析和电力市场运营提供准确的同步发电机参数，提高运行可靠性与运营经济性，利用WAMS系统中的PMU实测数据，并基于统计分析理论，在线给出电力系统参数辨识结果，及时反映基(改)建变化、运行环境变化、变压器变比调整、发电机饱和效应等对参数的影响。

为了实现上述目的，本发明利用WAMS系统中的PMU实测数据，遵从生存竞争和优胜劣汰的运行原则，从一组随机生成的初始发电机参数群体出发，经过初始群体产生、适应度计算、重组、突变和选择与终止操作搜索到最优解；以仿生物学的改进进化策略算法为寻优理论基础，将同步发电机直轴、交轴解耦和稳态、暂态分开处理，通过设计参数建立初始可行参数群体，选用高精度改进欧拉法计算同步发电机模型高阶微分方程，进而求出发电机设定的输出变量，最终通过初始种群的重组、突变和选择实现优化过程，辨识出同步发电机参数，具体包括以下步骤：

a.先根据要辨识的同步电机的特性，选择适当的同步发电机模型和辨识参数所用的输入输出变量；

b.再将同步电机参数辨识解耦为直轴参数辨识和交轴参数辨识；并把直轴参数辨识和交轴参数辨识过程分别分解为稳态参数和暂态参数辨识过程；

c.根据同步电机的设计参数与实际参数空间分布形式具有相似性，以此确定同步电机的初始可行参数群体；

d.选用高精度改进欧拉法计算同步发电机的输出变量，然后再应用最小二乘法计算衡量个体优劣的适应度；

e.根据设计参数在空间所处位置，确定进化策略算法中重组、突变中各个系数的取值范围；

f.根据适应度的大小，选择适应度小的特定群体组成下一代新群体；

g.判断适应度的最小偏差是否满足给定值，若该条件不满足，重复上述d-e的计算过程，直到满足给定精度，最终得到同步电机的各个参数。

本发明涉及的同步发电机的转子为隐极结构形式时，其直轴和交轴参数相同；同步发电机的转子为凸极结构形式时，其直轴和交轴参数不同。

本发明与现有技术相比，其对同步发电机参数的辨识工艺过程简单，运算原理可靠，参数辨识正确性高，辨识效率好，参数准确对市场应用可靠。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

本实施例涉及的同步发电机参数辨识的改进进化算法是利用WAMS系统中的PMU实测数据，遵从生存竞争和优胜劣汰的运行原则，从一组随机生成的初始发电机参数群体出发，借助复制、交换(重组)、突变等遗传操作，最后搜索到最优解；以仿生物学的改进进化策略算法为寻优的理论基础，将同步发电机直轴、交轴解耦和稳态、暂态分开处理作为关键，通过设计参数建立初始可行参数群体，选用高精度改进欧拉法计算同步发电机模型高阶微分方程，进而求出发电机设定的输出变量，最终通过初始种群的重组、突变和选择实现优化过程，辨识出同步发电机参数，具体步骤如下：

(1)先根据要辨识的同步电机的特性，选择适当的同步发电机模型和辨识参数所用的输入输出变量；

(2)再将同步电机参数辨识解耦为直轴参数辨识和交轴参数辨识；并把直轴参数辨识和交轴参数辨识过程分别分解为稳态参数和暂态参数辨识过程；

(3)依据同步电机的设计参数与实际参数空间分布形式具有相似性，以此确定同步电机的初始可行参数群体；

(4)选用高精度改进欧拉法计算同步发电机的输出变量，然后再应用最小二乘法计算衡量个体优劣的适应度；