[發(fā)明專利]一種大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識方法

有效

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• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109446720B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉亞南;余建平;袁超;范立新;楊春;閆濤;葉淵靈
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;東南大學;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/12
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發(fā)明公開了一種大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識方法，屬于電力系統(tǒng)建模與控制的技術領域。該方法通過計算待辨識參數(shù)的時域靈敏度，進而得到自并勵勵磁系統(tǒng)各單元輸出的權重；將各單元輸出的權重引入到一種具有抗差能力的目標函數(shù)中，通過交叉概率p_c和變異概率p_m可自適應調節(jié)的改進遺傳算法實現(xiàn)自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)的精確辨識。本發(fā)明通過參數(shù)的時域靈敏度計算以得到單元輸出權重，加快了算法的收斂速度，通過確定一種具有抗差能力的目標函數(shù)，有效地減少了壞數(shù)據(jù)對辨識結果的影響，提高了辨識結果的精度。在參數(shù)尋優(yōu)過程中采用的遺傳算法，引入了自適應調節(jié)的交叉概率p_c和變異概率p_m，防止解集陷入局部最優(yōu)，解決了傳統(tǒng)遺傳算法早熟的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)建模與控制的技術領域，具體涉及一種大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識方法。

背景技術

勵磁系統(tǒng)是調相機最重要的控制系統(tǒng)，調相機勵磁系統(tǒng)對調相機的電壓控制具有重要作用,尤其是對故障狀態(tài)下的調相機的暫態(tài)特性影響更大。

一個精確的調相機勵磁系統(tǒng)模型不但要考慮勵磁系統(tǒng)各個元件的特性,如自動電壓調節(jié)器(AVR)、勵磁機、電壓/電流變換器等，還應該能反映它們之間的線性的或非線性的相互作用。為滿足新型大容量調相機快速無功調節(jié)的要求，勵磁系統(tǒng)需提高硬件性能及控制響應速度，加大勵磁電壓及勵磁電流承受能力。

因此，建立準確的調相機勵磁系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型和系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的準確測量是電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全計算問題的關鍵之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對新一代大容量調相機的自并勵勵磁系統(tǒng)，為了確定其適用于電力系統(tǒng)分析的模型和參數(shù)，提供了一種大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識方法，方法通過計算待辨識參數(shù)的靈敏度來求得各輸出單元的權重，將各單元輸出的權重引入到一種具有抗差能力的目標函數(shù)中，通過交叉概率p_c和變異概率p_m可自適應調節(jié)的改進遺傳算法實現(xiàn)自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)的精確辨識。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明的一種大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識方法，包括如下步驟：

步驟A、建立大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)仿真模型，確定待辨識參數(shù)：大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)包括：發(fā)電機電壓測量和無功電流補償單元、串聯(lián)校正單元、功率放大單元和低勵、過勵環(huán)節(jié)；

需要辨識的參數(shù)向量為

步驟B、建立大容量調相機自并勵勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識目標函數(shù)。一種具有抗差能力的目標函數(shù)的形式如下：

其中N為采樣點的個數(shù)，M為輸出環(huán)節(jié)的個數(shù)，y_j(i)＝[V_R(i),V_PID(i),V_A(i)]是自并勵勵磁系統(tǒng)相關環(huán)節(jié)的輸出，是辨識系統(tǒng)相關環(huán)節(jié)的輸出，w_j是基于時域靈敏度分析而得的各環(huán)節(jié)輸出的權重。

步驟C、通過自并勵勵磁系統(tǒng)的仿真得到系統(tǒng)輸出對各參數(shù)的靈敏度，以計算各環(huán)節(jié)輸出權重的大小。

步驟D、利用改進遺傳算法進行自并勵勵磁系統(tǒng)的參數(shù)辨識。

步驟E、利用辨識參數(shù)仿真勵磁系統(tǒng)10％階躍響應，觀察辨識系統(tǒng)的動態(tài)性能，包括：延遲時間t_d，峰值時間t_P、上升時間t_r、調節(jié)時間t_s、超調量M_P(％)。

進一步的，步驟B中，時域靈敏度的定義描述為：輸出量的變化量與參數(shù)變化量的比值，用來體現(xiàn)該變量對于輸出量的影響程度，計算公式如下：