一種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法
【專利摘要】一種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法。根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，以及同步發(fā)電機(jī)機(jī)械功率等特性，聯(lián)立建立方程組。利用主站采集的WAMS擾動(dòng)數(shù)據(jù)為輸入，對(duì)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行分析計(jì)算，求出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)。利用該方法能夠減少了由于實(shí)驗(yàn)造成的額外工作，同時(shí)也減少了甩負(fù)荷實(shí)驗(yàn)性對(duì)發(fā)電機(jī)造成的損耗。
【專利說(shuō)明】一種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，屬于電氣工程領(lǐng) 域下的電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)方向。

【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征轉(zhuǎn)動(dòng)物體慣性大小的物理量，也是電力系統(tǒng)分析計(jì)算中，發(fā)電機(jī) 模型的不可或缺的重要參數(shù)之一。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的準(zhǔn)確與否直接影響到發(fā)電機(jī)仿真計(jì)算結(jié)果的 準(zhǔn)確性。因此電網(wǎng)分析人員越來(lái)越多地想知道電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以便在電網(wǎng)分析中能 夠更加真實(shí)的仿真電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，確保電網(wǎng)運(yùn)行安全。
[0003] WAMS (廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)密度大、能夠通過(guò)本身時(shí)標(biāo)進(jìn)行斷面對(duì)齊的 特點(diǎn)。每秒25Hz?100Hz的數(shù)據(jù)為電力系統(tǒng)分析提供的大量數(shù)據(jù)。WAMS主站系統(tǒng)能夠利 用WAMS數(shù)據(jù)捕獲到電網(wǎng)系統(tǒng)的擾動(dòng)時(shí)間，記錄電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程，為電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程下的應(yīng) 用分析提供便利。
[0004] 鑒于同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸系的復(fù)雜性，制造廠很難給出一個(gè)比較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 通常采用甩負(fù)荷試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)取。但是該方法存在很大的局限性，一方面是轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度 和響應(yīng)速度達(dá)不到要求；另一方面，試驗(yàn)采集儀采用磁帶記錄或光線示波器，手工畫(huà)出初始 轉(zhuǎn)速飛升速率的切線誤差很大且引入人為因素的不確定性。因此本發(fā)明提出一種基于解析 方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，通過(guò)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方程和動(dòng)態(tài)過(guò)程中的WAMS進(jìn) 行計(jì)算，進(jìn)而獲取發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0005] 發(fā)明提出實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的辨識(shí)過(guò)程，


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于解析方法的發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，本發(fā)明能夠減少了由于實(shí)驗(yàn)造成的額外工作，同時(shí)也減少了甩負(fù) 荷實(shí)驗(yàn)性對(duì)發(fā)電機(jī)造成的損耗。本發(fā)明根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，以及同步發(fā)電機(jī)機(jī)械功 率等特性，聯(lián)立建立方程組。利用主站采集的WAMS擾動(dòng)數(shù)據(jù)為輸入，對(duì)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量進(jìn)行分析計(jì)算，求出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)。
[0007] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。
[0008] -種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量辨識(shí)方法包括以下步驟：
[0009] (1)根據(jù)WAMS系統(tǒng)中的電網(wǎng)擾動(dòng)事件記錄選擇擾動(dòng)事件，其中，所選擇的擾動(dòng)事 件為擾動(dòng)時(shí)間大于1秒的擾動(dòng)事件；
[0010] (2)根據(jù)步驟（1)中識(shí)別的擾動(dòng)事件，讀取WAMS系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組在所述擾動(dòng)時(shí)間 內(nèi)的WAMS數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)包括：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，其特征在于：所述在線辨識(shí)方 法根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，以及同步發(fā)電機(jī)機(jī)械功率特性，對(duì)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行 分析計(jì)算，最后得到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
2. -種基于解析方法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在線辨識(shí)方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量辨識(shí)方法包括以下步驟： (1) 根據(jù)WAMS系統(tǒng)中的電網(wǎng)擾動(dòng)事件記錄選擇擾動(dòng)事件，其中，所選擇的擾動(dòng)事件為 擾動(dòng)時(shí)間大于1秒的擾動(dòng)事件； (2) 根據(jù)步驟（1)中識(shí)別的擾動(dòng)事件，讀取WAMS系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組在所述擾動(dòng)時(shí)間內(nèi)的 WAMS數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)包括： Pe = [Pe (t0)，PeU1)，Pe (t2)，......，Pe (tn)] ω= [ω(t0)，ω(t2)，ωe (t2)，......,ω(tn)] 其中， Pe為發(fā)電機(jī)輸出電磁功率，……，Pe (tn)為擾動(dòng)時(shí)間內(nèi)t。時(shí)亥Ij?tn時(shí)刻的電磁功率； ω為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，ωUtl),ω(t2)，c〇e(t2)，……，ω(tn)為h時(shí)刻?tn時(shí)刻的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 速； (3) 根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)模型，在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的每個(gè)時(shí)間斷面，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī) 輸入的機(jī)械功率、發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率之間都存在如下關(guān)系：
其中， M為待辨識(shí)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，D為阻尼系數(shù)，Np為發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)，Pm(tm)為tm時(shí)刻發(fā) 電機(jī)輸入機(jī)械功率，tm是t(l時(shí)刻?tn時(shí)刻中的一個(gè)米樣時(shí)刻； 視為機(jī)械功率在相鄰量測(cè)時(shí)刻內(nèi)恒定不變，將三個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)處的轉(zhuǎn)速與電磁功率實(shí) 測(cè)值分別代入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，并對(duì)微分環(huán)節(jié)進(jìn)行離散化處理，根據(jù)式（1)聯(lián)立得到 以下方程組：
其中，ΛΤ為WAMS量測(cè)環(huán)節(jié)的采樣周期，根據(jù)實(shí)際采集系統(tǒng)可以取0.04s，0.02s， 0·Ols; 則共可以得到N組方程， N=INT( -) (3) 3 其中，INT為取整，N為方程組個(gè)數(shù)，n為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，即擾動(dòng)時(shí)間內(nèi)的采樣時(shí)刻點(diǎn)數(shù)； (4) 對(duì)步驟（3)中得到的方程組進(jìn)行解方程求解，可得到N組計(jì)算結(jié)果； X= [X1,X2,......,ΧΝ] (4) 其中，下標(biāo)1?N代表不同方程組得到的結(jié)果； (5) 對(duì)步驟（4)的到的N組結(jié)果求平均，如下面公式（5)所示，
其中，M為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均值，萬(wàn)為阻尼系數(shù)均值，圪為機(jī)械功率均值； 式中M即為在線辨識(shí)所得到的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
【文檔編號(hào)】H02P21/14GK104467600SQ201410765624
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】李海峰, 李志學(xué), 劉今, 段剛, 武二克, 楊東, 王立鼎 申請(qǐng)人:江蘇省電力公司, 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司