基于可量测量的同步发电机参数时域辨识.pdf

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1、第34卷第8期电力自动化设备Vol-34No．82014年8月ElectricPowerAutomationEquipmentAug．2014@基于可量测量的同步发电机参数时域辨识唐昆明，康丽红，殷家敏2，冯树辉1,3(1．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400030；2．重庆市电力公司长寿供电分公司，重庆401220；3．潍坊供电公司，山东潍坊261021)摘要：同步发电机模型中不可观测量的存在使得发电机参数辨识困难在派克模型的基础上．推导出一种状态量均为量测量的同步发电机参数辨识模型，基于该模型提出用直接积分最小二乘原理来辨识发电

2、机参数．并采用分步辨识策略进行辨识。采用所提模型和算法，所有状态量均可直接由积分求取．避免了求解复杂的微分方程，简化了参数辨识方法，提高了辨识效率，而且降低了噪声对辨识结果的影响。利用MATLAB进行算例仿真，将所提模型与派克模型和某文献模型进行对比，结果表明所提模型和算法正确、简单且精度高。关键词：同步发电机；参数辨识；可量测量；直接积分最小二乘法；时域分析；模型中图分类号：TM341文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—6047．2014．08．0230引言文在派克模型的基础上．详细推导出完全由可观测量表示的同步发电机辨识模型．并

3、基于该模型来辨同步发电机是电力系统最重要的元件之一．其识同步发电机参数该模型中所有状态量均可以直参数是电力系统电磁暂态和机电暂态分析与控制接测量．因此可以采用直接积分最／b--乘原理I10]来的基础因此．合理且精确的同步发电机模型和参辨识同步发电机参数．由于可以直接积分．省去了数对准确计算和分析电力系统的行为有着决定性复杂的状态方程、灵敏度方程以及导数项的求解，简的意义_l_。化了参数辨识方法．提高了辨识效率．有效地降低常见的同步发电机辨识模型有2种[5-]：实用了测量噪声对辨识结果的影响。本文采用同步发电参数模型和派克模型在电力系统分析与计算中．机的稳态和

4、暂态数据进行分步辨识．通过MATLAB常用的是实用参数模型[7-9]．该模型是在一定的假进行算例仿真．并与派克模型和文献模型进行对设条件下得到的基于实用参数模型的参数辨识不比分析．验证本文所采用的辨识模型和辨识算法的够平稳。辨识所得到的结果精度低-8]。有文献提出正确性基于派克模型辨识出电路参数后．再转换成实用参数．有效地改善了参数辨识的精度和平稳性[8-9]．但1同步电机参数辨识模型派克模型和实用参数模型中都含有较多的不可观同步发电机采用派克模型．在初始平衡状态下测量．因此在辨识同步发电机参数时．需要求解复受到小扰动时，可导出发电机的线性增量方程。派杂的状

5、态方程和灵敏度方程．计算量大．导致辨识克模型基于电路参数，以电压、磁链为状态变量。在方法复杂、辨识效率低，影响了辨识过程的稳定性该模型中，假设同步发电机是理想电机，且转子保和辨识结果的准确性。为了避免求解微分方程组，持同步转速，使用标幺制系统，其电压方程为：有文献提出将状态方程转换成差分方程[io-11]，但其前提是将输入信号近似为阶跃信号．需要处理不可Ud=-rid+dpa一咖q观测量．而且得不到参数随工况变化的轨迹；还有“q=一rq+g+6d文献用矩形脉冲函数法和分段线性多项式函数法Frf+(1)来求解状态方程及其灵敏度方程_l2]．但两者都需对状态向量

6、和输人向量做近似处理．所得结果精度较0=rD+D低此外．有文献将状态方程转换成全部由可观测O=rQie+6Q量表示的代数方程以避免求解微分方程组[13]。但其磁链方程为：辨识方程中含大量可观测量的一阶导数，导数项d=一d++戈D不能直接测量．且在求解时误差较大，易受到噪声咖q=一qiq+t’Q的影响。f=—ad+f+，J(2)鉴于目前同步发电机参数辨识的研究现状，本D=-x~did+xadif+xDD收稿日期：2013—07—25；修回日期：2014—06—11咖Qagiq+XQiQ@电力自动化设备第34卷式(1)、(2)所示同步发电机模型方程的详细介由式(

7、3)一(7)可得：绍及各变量含义可参考文献[5，14．15]。后文中若Z=AzZ+BzU(8)无特殊说明．各参数均采用标幺值表示。将式(8)表示成增量方程：将磁链方程代人电压方程，消去磁链，可以得△z-．4z△z+z△(9)到全部由电压和电流表示的发电机模型，如式(3)一Z=[idi。玉iDiq](7)所示。=[／td／tf00]Ud=一rtd+g一Q—Xd0d+XadLf+耐D(3)式(9)为描述所辨识系统的微分方程组的线性：：．．．．化方程，但是其中、i。为不可观测量。因此，接下Uq=一r一d+Xadtf+D—Xqq+XaqQ(4)：：：来将进一步考虑将

8、如、。用其他较容易测量的量来．／~f=rftf—d+