[发明专利]基于PMU量测的同步发电机参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于PMU量测的同步发电机参数辨识方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、对量测数据进行有效性检验，仅当量测数据同时满足扰动深度检验条件和最低采样频率条件时，该量测数据有效；

S2、对除励磁电压电流外的量测数据进行标幺化；

S3、依据发电机稳态方程辨识稳态参数X_d，X_q；

S4、利用辨识得到的X_d求解励磁电压电流基值，并对励磁电压电流量测数据进行标幺化；

S5、基于步骤S3、S4完整标幺化后的数据，分别辨识出d轴、q轴的暂态及次暂态参数；

所述步骤S3具体实现如下，

已知励磁电流i_f的基值i_fB计算公式：

i_fB＝(X_{ad(有名值)}i_aB)/(ω_BL_{df(有名值)}) （3）

其中，i_aB，ω_B分别为定子电流、角速度的基值，L_{df(有名值)}为d轴绕组与励磁绕组的互感，X_{ad(有名值)}为直轴电枢反应电抗；L_{df(有名值)}能够根据空载额定励磁条件求得：

（4）

其中，u_aB为定子电压的基值，i_{f0(有名值)}为空载额定励磁电流；

将式（4）代入式（3）可得：

（5）

由式（5）可得：

（6）

其中，i_f(有名值)为发电机励磁电流有名值；

将式（6）代入下式（7）的发电机稳态方程：

（7）

可得转换后的发电机稳态方程如下：

（8）

通过式（8）即可在已知稳态量测的u_d，u_q，i_d，i_q，i_f(有名值)，i_{f0(有名值)}值的情况下，辨识出发电机稳态参数X_d，X_q；

所述步骤S5具体实现如下，

将发电机六阶实用模型公式：

其中，e_f为励磁电势，T_J为发电机组的惯性时间常数，δ为发电机功角，p为微分算子；

进行公式转换后，得到暂态、次暂态参数的辨识方程：

（9）

（10）

其中，，；该方程为dq轴解耦方程，即f_d只包含d轴参数，f_q只包含q轴参数；

由于稳态参数X_d，X_q为已求解参数，因此仅需求解暂态、次暂态参数，即f_d(t)＝f_d(X_d',X_d″, T′_d0, T″_d0, t)，f_q(t)＝f_q(X_q', X_q″, T′_q0, T″_q0, t)；将参数辨识问题转换为非线性优化问题，具体如下：

（11）

（12）

其中t_n表示第n个采样时刻，N为总采样点数，带下标c的参数为厂家给定参数值，将辨识参数限定在厂家给定参数的0.1倍到10倍之间符合工程应用需求，又能将辨识结果限定在合理范围内，避免了辨识效果不稳定的情况；采用内点法分别求解式，即可得到d轴与q轴的暂态及次暂态参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1具体实现如下，

1）数据扰动深度检验

根据实用六阶模型中次暂态电势方程：

（1）

由式（1）计算出每个测量点对应的次暂态电势e″_d，e″_q，相应地计算出各相邻测量点的次暂态电势变化量Δe″_d，Δe″_q；若要准确测量到扰动激发的次暂态过程，则要求Δe″_d，Δe″_q能够被准确测量到，即要求该相邻测量点的Δu_d，Δu_q，Δi_d，Δi_q能够被准确测量到；

2）采样频率检验

PMU采样频率的检验判据为：

（2）

其中， T″_d、T″_q为发电机的次暂态时间常数；

若PMU量测满足扰动深度检验条件和最低采样频率条件，则认为该PMU量测数据有效，能够进行暂态、次暂态参数的辨识。