[發明專利]基于PMU量測的同步發電機參數辨識方法

有效

• 申請號: 201710860124.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107677960B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張偉駿;陳文龍;林濟鏗;張鑫;黃霆;黃道姍;蘇清梅
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國家電網公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于PMU量測的同步發電機參數辨識方法，其特征在于：包括如下步驟，

S1、對量測數據進行有效性檢驗，僅當量測數據同時滿足擾動深度檢驗條件和最低采樣頻率條件時，該量測數據有效；

S2、對除勵磁電壓電流外的量測數據進行標幺化；

S3、依據發電機穩態方程辨識穩態參數X_d，X_q；

S4、利用辨識得到的X_d求解勵磁電壓電流基值，并對勵磁電壓電流量測數據進行標幺化；

S5、基于步驟S3、S4完整標幺化后的數據，分別辨識出d軸、q軸的暫態及次暫態參數；

所述步驟S3具體實現如下，

已知勵磁電流i_f的基值i_fB計算公式：

i_fB＝(X_{ad(有名值)}i_aB)/(ω_BL_{df(有名值)}) （3）

其中，i_aB，ω_B分別為定子電流、角速度的基值，L_{df(有名值)}為d軸繞組與勵磁繞組的互感，X_{ad(有名值)}為直軸電樞反應電抗；L_{df(有名值)}能夠根據空載額定勵磁條件求得：

（4）

其中，u_aB為定子電壓的基值，i_{f0(有名值)}為空載額定勵磁電流；

將式（4）代入式（3）可得：

（5）

由式（5）可得：

（6）

其中，i_f(有名值)為發電機勵磁電流有名值；

將式（6）代入下式（7）的發電機穩態方程：

（7）

可得轉換后的發電機穩態方程如下：

（8）

通過式（8）即可在已知穩態量測的u_d，u_q，i_d，i_q，i_f(有名值)，i_{f0(有名值)}值的情況下，辨識出發電機穩態參數X_d，X_q；

所述步驟S5具體實現如下，

將發電機六階實用模型公式：

其中，e_f為勵磁電勢，T_J為發電機組的慣性時間常數，δ為發電機功角，p為微分算子；

進行公式轉換后，得到暫態、次暫態參數的辨識方程：

（9）

（10）

其中，，；該方程為dq軸解耦方程，即f_d只包含d軸參數，f_q只包含q軸參數；

由于穩態參數X_d，X_q為已求解參數，因此僅需求解暫態、次暫態參數，即f_d(t)＝f_d(X_d',X_d″, T′_d0, T″_d0, t)，f_q(t)＝f_q(X_q', X_q″, T′_q0, T″_q0, t)；將參數辨識問題轉換為非線性優化問題，具體如下：

（11）

（12）

其中t_n表示第n個采樣時刻，N為總采樣點數，帶下標c的參數為廠家給定參數值，將辨識參數限定在廠家給定參數的0.1倍到10倍之間符合工程應用需求，又能將辨識結果限定在合理范圍內，避免了辨識效果不穩定的情況；采用內點法分別求解式，即可得到d軸與q軸的暫態及次暫態參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S1具體實現如下，

1）數據擾動深度檢驗

根據實用六階模型中次暫態電勢方程：

（1）

由式（1）計算出每個測量點對應的次暫態電勢e″_d，e″_q，相應地計算出各相鄰測量點的次暫態電勢變化量Δe″_d，Δe″_q；若要準確測量到擾動激發的次暫態過程，則要求Δe″_d，Δe″_q能夠被準確測量到，即要求該相鄰測量點的Δu_d，Δu_q，Δi_d，Δi_q能夠被準確測量到；

2）采樣頻率檢驗

PMU采樣頻率的檢驗判據為：

（2）

其中， T″_d、T″_q為發電機的次暫態時間常數；

若PMU量測滿足擾動深度檢驗條件和最低采樣頻率條件，則認為該PMU量測數據有效，能夠進行暫態、次暫態參數的辨識。