电力系统辨识.ppt

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1、电力系统辨识与综合负荷建模李欣然2009年5月2008-051综合负荷建模本课程的基本内容与教学要求：内容：1、系统辨识的基本概念2、系统辨识应用——电力系统负荷建模的基本原理与方法要求：了解——熟悉——应用基本概念基本原理基本方法基本应用2第0章系统辨识概论0.1系统仿真的基本概念(1)系统仿真及其作用仿真的涵义：实际物理系统的模拟——根据模拟理论（相似理论）设计一个能够反应实际系统或过程的模型，通过模型试验求得结论，进而分析得出实际系统结论的研究过程。仿真的作用：代替实际系统进行实验，分析系统运行状态——重要实验手段仿真的方法：物理仿真、数字仿真仿真的过程与步骤：（a）建立模型（b）模

2、拟试验；（c）结论分析和误差估计。原型：实际物理对象模型：模拟装置或模拟系统模型类型：数学模型物理模型3①几何相似：空间测度成比例第0章系统辨识概论0.1系统仿真的基本概念(2)系统相似及其基本类型相似：几何上或物理过程相同或相近类型：6种基本的“相似”类型各轴同比相似：各轴异比相似：4各轴同比相似：各轴异比相似：0.1系统仿真的基本概念(2)系统相似及其基本类型②现象相似：不同系统所发生的过程中，各对应物理量存在一个固定的比例系数第0章系统辨识概论5③绝对相似：2个系统中所产生的全部过程（物理量）完全相似——全部几何尺寸和相应参数在时间和空间上所产生的全部变化完全相似④完全相似：2个系统

3、中所研究的某一（某些）现象的一切过程在时间和空间上都是相似的。例：2台同步发电机电磁现象完全相似：i(t)、u(t)、电场和磁场分布相似。⑤局部相似（不完全相似）：个别方面的相似例：2台同步发电机，i(t)相似，但电场和磁场分布不相似。⑥近似相似：在某些假设条件下的现象相似例：研究2台同步发电机的机电暂态过程，可以不计定子电流中的直流和倍频分量以及转子电流中的周期分量第0章系统辨识概论0.1系统仿真的基本概念(2)系统相似及其基本类型6①相似判据：在模拟某一现象是，所参与的物理量（即描述此现象的各有关物理量）之间应当保持的某种固定关系。②相似定理：描述2个过程相似应当满足的充分必要条件。可

4、以用相似判据应当满足的关系来描述。相似第一定理：相似系统应当有同样的相似判据,即其相似指标等于“1”例如：研究电力系统稳态潮流或短路电流时，所参与的物理量包括V、I、S（P、Q）、Z、Y，它们之间将满足某种固定关系。根据相似第一定理，原型系统（“0”）和模型系统（“1”）的各物理量之间应当满足：第0章系统辨识概论0.1系统仿真的基本概念(3)系统模拟的基本原理——相似定理7②相似定理：相似第二定理：一个系统由n各不同量纲的物理量组成，其中有k个是独立的基本量，则另外n-k个物理量与基本量所组成的n-k个无量纲的比例系数可以用算式完全表达，这些比例系数就是相似判据。相似第三定理：如果两个现象

5、的单值条件相似，且从单值条件引出的相似判据数值相等，则此二现象相似。单值条件相似包括：几何相似；物理参数相似；其实条件相似；边界条件相似；时间相似。第0章系统辨识概论0.1系统仿真的基本概念(3)系统模拟的基本原理——相似定理8第0章系统辨识概论0.2系统辨识的基本概念(1)系统辨识的内涵与意义系统辨识（SystemIdentification）是现代控制理论的学科分支在现代控制理论与控制工程中具有重要地位利用被控制系统的输入、输出数据，估计系统的数学模型——系统分析、控制、设计的基础实现系统仿真的前提系统动态建模：9第0章系统辨识概论0.2系统辨识的基本概念(2)系统建模的两条途径系统建

6、模三种情形机理建模——物理机理分析，写出模型。Ex.：Park方程、潮流模型特点：物理概念清晰；有局限性（假设与简化）；无法计及某些实际因素辨识建模——系统的输入、输出数据→估计出系统数学模型特点：机理了解要求低；可计及实际因素；物理意义不够明确“白箱”(White-box)建模“黑箱”(Black-box)建模“灰箱”(Grey-box)建模辨识建模电力系统建模的主要情形机理建模10第0章系统辨识概论0.2系统辨识的基本概念(3)系统辨识的定义和辨识原理定义I：在测量获得系统输入、输出数据的基础上，从给定的一组模型中，确定一个与实测系统等价的模型定义II：按规定准则，在一类模型中，选择一

7、个与数据拟合得最好的模型辨识三要素：（u,ym）、Mθ、J(θ)基本原理：11第0章系统辨识概论0.2系统辨识的基本概念(4)系统辨识的方法方法特点数学模型经典辨识法卷积辨识法相关辨识法频域FFT法确定型、时域、非参数型随机性、时域、非参数型随机性、频域、非参数型时域脉冲响应时域脉冲响应频域，幅频特性、相频特性现代辨识法最小二乘估计法极大自然法卡尔曼滤波法随机性、时域、参数型状态空间方程差分方程间接辨识法直接辨识法12第