[發(fā)明專利]基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法

有效

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• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104143046B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王長香;朱林;武志剛;李莎;劉平;甄鴻越;趙利剛;楊誠;門錕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法，屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

勵(lì)磁系統(tǒng)聚合是發(fā)電機(jī)聚合的一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)的暫態(tài)性能。目前勵(lì)磁系統(tǒng)聚合使用較多的是加權(quán)平均法，該方法過程簡單且計(jì)算量小，適用于模型結(jié)構(gòu)相同且參數(shù)不存在明顯差異的勵(lì)磁系統(tǒng)聚合。而實(shí)際系統(tǒng)中待聚合的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)往往存在模型與參數(shù)的差異，簡單套用是千差萬別的加權(quán)平均的方式無法適用這一現(xiàn)狀。且加權(quán)平均法只能聚合模型相同的勵(lì)磁系統(tǒng)，從而每個(gè)同調(diào)機(jī)群需被等值為若干臺(tái)模型不同的等值機(jī)，使得化簡規(guī)模受到極大的限制。

為解決不同模型勵(lì)磁系統(tǒng)的聚合問題，電力工作者進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，取得了一些成果。不少學(xué)者使用了頻域擬合及參數(shù)辨識(shí)方法進(jìn)行聚合。頻域方法可采用標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)的方式，通過將高階聚合傳遞函數(shù)降為低階,并引入分段線性多項(xiàng)式函數(shù)對低階標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)模型進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，但不能確定降低階次，只能反復(fù)嘗試對比。頻域聚合方法具有過程復(fù)雜、計(jì)算量大、實(shí)施過程不易掌控、對信息具有較強(qiáng)依賴性等缺陷，難以應(yīng)用于大規(guī)模電網(wǎng)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種能有效簡化計(jì)算，提高等值精度的簡單實(shí)用的基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法。本發(fā)明能適用于模型不同的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)加權(quán)平均法無法聚合模型不同的勵(lì)磁系統(tǒng)的問題。本發(fā)明對工作點(diǎn)設(shè)置或?qū)?yōu)方向選取不具有依賴性，是一種時(shí)域非迭代的聚合參數(shù)解析求解方法，尤其適用于含有多種勵(lì)磁模型的實(shí)際大電網(wǎng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法,包括如下步驟：

1)根據(jù)等值勵(lì)磁模型選取方法選取等值機(jī)模型；

2)對各聚合發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行建模，建立其各自狀態(tài)空間表達(dá)式，并推導(dǎo)出各聚合發(fā)電機(jī)的狀態(tài)相量系數(shù)矩陣；

3)構(gòu)造以各聚合機(jī)狀態(tài)相量系數(shù)矩陣為主對角元的分塊對角矩陣，該分塊對角矩陣就是一個(gè)由型號不同的勵(lì)磁系統(tǒng)組成的統(tǒng)一模型，其中的每一分塊對角矩陣表示待聚合的勵(lì)磁系統(tǒng)；

4)通過等值機(jī)模型狀態(tài)相量系數(shù)矩陣與統(tǒng)一模型分塊對角陣間的結(jié)構(gòu)約束關(guān)系，推導(dǎo)出等值機(jī)參數(shù)解析表達(dá)式，獲取聚合后發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)解析參數(shù)；包括調(diào)壓器穩(wěn)定回路時(shí)間常數(shù)調(diào)壓器放大時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)器增益勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)調(diào)壓器穩(wěn)定回路增益自勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)最大勵(lì)磁電壓調(diào)壓器輸出最大值最大勵(lì)磁電壓時(shí)勵(lì)磁機(jī)飽和系數(shù)

5)用前一步得到的等值機(jī)參數(shù)進(jìn)行時(shí)域仿真，觀測對比聚合前后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角、母線電壓、線路有功功率等動(dòng)態(tài)性能，若誤差超過一定范圍則返回第一步重新選定等值機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型；若誤差在可接受的范圍內(nèi)則結(jié)束，輸出結(jié)果。

本發(fā)明基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法，根據(jù)所提出的等值勵(lì)磁模型選取方法選取等值機(jī)模型后，由解析推導(dǎo)構(gòu)造出統(tǒng)一模型復(fù)合系數(shù)矩陣，利用模型系數(shù)矩陣聚合前后結(jié)構(gòu)不變的特性，直接獲得等值機(jī)勵(lì)磁模型及參數(shù)。

本發(fā)明基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法，求解得到的發(fā)電機(jī)的參數(shù)是解析解，無須迭代、尋優(yōu)過程，適應(yīng)于大規(guī)模電網(wǎng)在線化簡應(yīng)用。

本發(fā)明基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法，能獲取聚合后發(fā)電機(jī)包括調(diào)壓器穩(wěn)定回路時(shí)間常數(shù)調(diào)壓器放大時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)器增益勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)調(diào)壓器穩(wěn)定回路增益自勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)最大勵(lì)磁電壓調(diào)壓器輸出最大值最大勵(lì)磁電壓時(shí)勵(lì)磁機(jī)飽和系數(shù)這9項(xiàng)等值發(fā)電機(jī)參數(shù)。

本發(fā)明是一種基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法，本發(fā)明首先提出聚合后勵(lì)磁系統(tǒng)模型的選取原則；然后通過勵(lì)磁系統(tǒng)狀態(tài)相量系數(shù)矩陣構(gòu)建了統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模型；最后利用等值機(jī)模型系數(shù)矩陣與統(tǒng)一模型分塊對角陣之間結(jié)構(gòu)相似與等值前后電氣特征相似的約束關(guān)系，可直接獲取勵(lì)磁系統(tǒng)的參數(shù)。與基于頻域傳遞函數(shù)擬合和時(shí)域仿真優(yōu)化的方法相比，本發(fā)明的方法對工作點(diǎn)設(shè)置或?qū)?yōu)方向選取不具有依賴性，是一種時(shí)域非迭代的聚合參數(shù)解析求解方法，尤其適用于含有多種勵(lì)磁模型的實(shí)際大電網(wǎng)，能有效簡化計(jì)算，提高等值精度。計(jì)算量小、等值精度高，無需迭代即可獲取勵(lì)磁模型及參數(shù)，適用于含多種勵(lì)磁模型的復(fù)雜機(jī)群聚合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

圖2為EA型勵(lì)磁機(jī)傳遞函數(shù)框圖。

圖3為等值勵(lì)磁電壓的構(gòu)成示意圖。

圖4為施加大階躍輸入的簡化勵(lì)磁機(jī)模型示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

本發(fā)明的基于統(tǒng)一模型的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)聚合方法,包括如下步驟：

1)根據(jù)等值勵(lì)磁模型選取方法選取等值機(jī)模型；