[發明專利]一種發電機勵磁系統參數可辨識性判定方法

有效

• 申請號: 201410347835.4
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104156504B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 彭昌勇;杜治;馬蕊;徐敬友;文勁宇;楊東俊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司經濟技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F19/00
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司42215
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及電力系統參數辨識，更具體涉及發電機勵磁系統參數可辨識性判定方法。

背景技術

發電機勵磁系統模型結構與參數的準確性是電力系統仿真計算分析基礎，國內外針對發電機勵磁系統建模做了大量工作，IEEE等國際組織由IEEE?Recommended?Practice?for?Excitation?System?Models?for?Power?System?Stability?Studies，IEEE?Standard421.5-2005.和中國電力科學研究院由勵磁系統數學模型專家組.計算電力系統穩定用勵磁系統數學模型[J].中國電機工程學報，1991，19(5)：65-71.針對勵磁系統提出了多種標準化模型結構，其中勵磁系統模型參數主要是由現場試驗數據通過辨識算法得到。李德豐等.電力系統綜合負荷模型的可辨識性研究[J].電力系統自動化，1997，21(7)：10-14.和鞠平.電力系統建模理論與方法[M].科學出版社，2010.的研究和實踐表明：利用辨識方法得到的模型參數雖然可以很好擬合系統的現場試驗數據，但某些參數的辨識結果仍可能不穩定。該現象屬于參數的可辨識性問題，若模型本身的結構決定了參數不能被唯一辨識，則僅通過測量數據來辨識參數是不準確的。因此，進行參數的可辨識性判定是開展參數辨識工作的基礎，已引起廣泛重視和關注。

參數可辨識性問題根據分析方法的不同主要分為兩種：解析法和靈敏度法。鞠平等.電力負荷模型可辨識性分析方法[J].電力系統自動化，1999，23(19)：29-33.首先提出了解析法，解析法是根據模型的狀態方程和傳遞函數，解析出參數之間的關系。對于解析法而言，隨著模型階次和辨識參數個數的增加，其實現難度急劇增大，大大降低了其自身的應用價值和使用范圍。因此，基于靈敏度分析的參數可辨識性研究得到了廣泛發展。謝會玲等.基于靈敏度計算的電力系統參數可辨識性分析[J].電力系統自動化，2009，33(7)：17-21.最早提出了靈敏度法，給出了帶辨識參數的時域靈敏度的計算方法，并由伍雙喜等.電力系統關聯性參數的辨識與評估[J].中國電機工程學報，2011，31(22)：73-79.進行深入研究。靈敏度法是根據電力系統參數的可辨識性與時域靈敏度之間的關系，判斷出參數靈敏度軌跡同相或反相的參數。由于靈敏度軌跡同相或反相的參數是相互關聯的，故它們是不可全部辨識的。因而需要根據時域靈敏度與參數易辨識性之間的關系，僅對重點參數進行辨識，可有效提高參數辨識的精確性。但考慮到時域靈敏度不能完全區分重要參數和次要參數，頻域靈敏度在衡量參數辨識難易程度上應該作為主要指標。對勵磁系統參數可辨識性的研究，鞠平等.頻域靈敏度及其在電力系統參數辨識中的應用[J].中國電機工程學報，2010，30(28)：19-24.提出將勵磁系統轉換為線性化的標準系統，應用頻域法辨識發電機勵磁系統參數，但這種方法沒有考慮勵磁系統非線性環節的影響。由于發電機勵磁系統結構相對復雜，需要辨識的參數較多，相互之間存在關聯現象，同時由于飽和、限幅等非線性因素的存在，超出了頻域靈敏度分析的應用范圍，非線性系統參數的頻域靈敏度分析有待進一步深入研究。

基于此，本發明針對非線性系統，通過構建參數時域靈敏度矩陣實現關聯性參數的判斷，將參數劃分為良態參數集和病態參數集，列出所有良態參數集及其對應的病態參數集，根據病態參數集中擬頻域靈敏度的和選取賦值代表，對賦值代表進行賦值，并對相應的良態參數集進行辨識。本發明為非線性系統參數易辨識性的評估提供了可靠的衡量指標，能夠有效提高發電機勵磁系統參數的辨識精度，提高電力系統安全穩定計算精度，有利于電力系統的安全穩定運行與控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發電機勵磁系統參數可辨識性判定方法。該方法通過構建參數時域靈敏度矩陣實現關聯性參數的判斷，將待辨識參數劃分為良態參數集和病態參數集，取病態參數集中擬頻域靈敏度之和最小的作為賦值代表，對賦值代表賦以經驗值，并對其所對應的良態參數集進行參數辨識。優點是：有效地提高了發電機勵磁系統參數辨識結果的準確性和穩定性，有助于提高電力系統安全穩定的運行水平，具有較高的工程實用價值。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種發電機勵磁系統參數可辨識性判定方法，該方法包含以下步驟：

(1)確定勵磁系統模型類型；

(2)依據勵磁系統模型的類型，分別計算待辨識參數的時域靈敏度矩陣和擬頻域靈敏度的值；對于確定的勵磁系統模型類型，計算待辨識參數的時域靈敏度矩陣是現有技術；