基于混合算法的变压器参数辨识.pdf

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1、基于混合算法的变压器参数辨识陈亚杰高亮(上海电力学院电气工程学院，上海200090)研究与开发摘要基于参数辨识的变压器保护原理需要对变压器绕组参数进行精确辨识。文章推导出双绕组单相和双绕组三相变压器的参数辨识方程，而后提出一种新的参数辨识算法，最小二乘法和粒子群优化算法相结合的混合算法，可以实现对变压器绕组参数的精确辨识。通过Matlab／Simulink进行仿真，仿真算例验证了该混合算法的可行性。该算法具有较好的应用前景。关键词：变压器保护；参数辨识；最小二乘法；粒子群优化算法；混合算法ParameterIdentificationofTransfo

2、rmerBasedonHybridAlgorithmChen坳ieGaoLiang(SchoolofElectricPowerEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090)AbstractNewtransformerprotectionprinciplesbasedonparameteridentificationneedtoaccuratelyidentifytransformerwindingparameters．Thispaperdeducesparameterident

3、ificationequationsofsingle-phasedouble-windingtransformerandthree-phasethree—windingtransformer．Andthenanewparameteridentificationalgorithmisputforwardonthebasisofhybridalgorithmwhichconsistsofleastsquaresmethodandparticleswarmoptimizationalgorithm．Thenewalgorithmcanrealizepreci

4、seidentificationofparametersoftransformerwinding．Thesimulationofmatlab／simulinkverifiesthefeasibilityofhybridalgorithm．Thisalgorithmhasagoodapplicationprospect．Keywords：transformerprotection：parameteridentification；leastsquaresmethod；particleswarmoptimizationalgorithm：hybridalgo

5、rithm变压器作为电力系统中最重要的电气设备之一，其运行的安全性和可靠性直接关系着电刚的安全和稳定，其故障会对系统的供电可靠性和运行稳定性带来严重影响。因此，研究高灵敏度和可靠性的变压器主保护对于电网的稳定运行具有重大的现实意义⋯。多年来，变压器差动保护一直作为变压器的主保护。由于变压器特殊的结构和原理，差动原理在变压器保护上的应用出现了许多问题，包括励磁涌流导致的保护误动作和变压器区外故障导致的保护误动作等。目前在工程上应用的励磁涌流鉴别原理都是通过涌流波形特征与内部故障短路电流波形特征的不同以区分变压器励磁涌流和内部故障【21。由于长距离输电线路

6、的分布电容和进行无功补偿的并联电容的存在，使得变压器发生内部故障时也会产生较大的二次谐波，因此不易区分励磁涌流情况和内部故障。同时，变压器作为一种特殊的电磁耦合上海市教育委员会重点学科建设资助项目(J51301)装置，变压器差动保护在原理上无法避免励磁涌流等情况对保护的影响，因此，研究新型的变压器主保护是当今发展的趋势。近年来，包括基于参数辨识的变压器保护原理、基于回路平衡方程的保护原理、磁通特性保护原理和功率差动保护原理等变压器保护新原理不断被提出。基于参数辨识的变压器保护通过建立变压器内部的回路平衡方程后，采用参数辨识方法获得变压器绕组的漏电感、电

7、阻参数，以绕组的漏电感、电阻参数作为变压器内部故障检测的特征量，并依据其变化与否判断变压器是否发生内部故障【3‘4】。该原理跳出了传统的变压器差动保护的思路，避开了励磁涌流与内部故障电流的鉴别，具有较好的应用前景。但是，基于参数辨识的变压器保护对绕组参数辨识的精度要求较高，因为参数辨识的精度直接影响变压器保护的灵敏度和可靠度。2014年第1期电鼍技术I1研究与开发目前常用的参数辨识算法是最小二乘法。但是，最小二乘法应用于变压器参数辨识本身存在问题：当最小二乘参数辨识输入矩阵MTAl=0时，参数具有不可辨识性，可能导致辨识值发散或者收敛在不正确的值上[5

8、]。计算量大，收敛速度慢，难以做到在线辨识。根据以上分析，本文对变压器绕组参数辨识方法进行了理