[发明专利]一种大容量调相机自并励励磁系统参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种大容量调相机自并励励磁系统参数辨识方法，属于电力系统建模与控制的技术领域。该方法通过计算待辨识参数的时域灵敏度，进而得到自并励励磁系统各单元输出的权重；将各单元输出的权重引入到一种具有抗差能力的目标函数中，通过交叉概率p_c和变异概率p_m可自适应调节的改进遗传算法实现自并励励磁系统参数的精确辨识。本发明通过参数的时域灵敏度计算以得到单元输出权重，加快了算法的收敛速度，通过确定一种具有抗差能力的目标函数，有效地减少了坏数据对辨识结果的影响，提高了辨识结果的精度。在参数寻优过程中采用的遗传算法，引入了自适应调节的交叉概率p_c和变异概率p_m，防止解集陷入局部最优，解决了传统遗传算法早熟的问题。

技术领域

本发明属于电力系统建模与控制的技术领域，具体涉及一种大容量调相机自并励励磁系统参数辨识方法。

背景技术

励磁系统是调相机最重要的控制系统，调相机励磁系统对调相机的电压控制具有重要作用,尤其是对故障状态下的调相机的暂态特性影响更大。

一个精确的调相机励磁系统模型不但要考虑励磁系统各个元件的特性,如自动电压调节器(AVR)、励磁机、电压/电流变换器等，还应该能反映它们之间的线性的或非线性的相互作用。为满足新型大容量调相机快速无功调节的要求，励磁系统需提高硬件性能及控制响应速度，加大励磁电压及励磁电流承受能力。

因此，建立准确的调相机励磁系统动态数学模型和系统动态参数的准确测量是电力系统稳定安全计算问题的关键之一。

发明内容

本发明的目的是针对新一代大容量调相机的自并励励磁系统，为了确定其适用于电力系统分析的模型和参数，提供了一种大容量调相机自并励励磁系统参数辨识方法，方法通过计算待辨识参数的灵敏度来求得各输出单元的权重，将各单元输出的权重引入到一种具有抗差能力的目标函数中，通过交叉概率p_c和变异概率p_m可自适应调节的改进遗传算法实现自并励励磁系统参数的精确辨识。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种大容量调相机自并励励磁系统参数辨识方法，包括如下步骤：

步骤A、建立大容量调相机自并励励磁系统仿真模型，确定待辨识参数：大容量调相机自并励励磁系统包括：发电机电压测量和无功电流补偿单元、串联校正单元、功率放大单元和低励、过励环节；

需要辨识的参数向量为

步骤B、建立大容量调相机自并励励磁系统参数辨识目标函数。一种具有抗差能力的目标函数的形式如下：

其中N为采样点的个数，M为输出环节的个数，y_j(i)＝[V_R(i),V_PID(i),V_A(i)]是自并励励磁系统相关环节的输出，是辨识系统相关环节的输出，w_j是基于时域灵敏度分析而得的各环节输出的权重。

步骤C、通过自并励励磁系统的仿真得到系统输出对各参数的灵敏度，以计算各环节输出权重的大小。

步骤D、利用改进遗传算法进行自并励励磁系统的参数辨识。

步骤E、利用辨识参数仿真励磁系统10％阶跃响应，观察辨识系统的动态性能，包括：延迟时间t_d，峰值时间t_P、上升时间t_r、调节时间t_s、超调量M_P(％)。

进一步的，步骤B中，时域灵敏度的定义描述为：输出量的变化量与参数变化量的比值，用来体现该变量对于输出量的影响程度，计算公式如下：