CN102628377B - 一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，该方法使用参数辨识实测数据的自动处理方法，能够有效准确的选择汽轮机调速系统所需要的采样数据进行辨识，一方面克服了大批无用数据对试验的干扰得到有价值的试验数据，另一方面较手工选取数据，自动数据处理虽然难以实现，但当设计好之后，对于数据处理相对于手工处理有更大的优势，大大提高了汽轮机调速系统参数辨识试验的工作效率。

Description

一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法

技术领域

本发明属于电力系统一次调频及参数辨识自动测试系统的网级和厂级技术领域，涉及汽轮机调速系统参数辨识的试验，尤其是一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法。

背景技术

对于以往的汽轮机调速系统参数辨识的数据处理，都是通过手动方式即通过观察采样数据的图形曲线选择系统需要的部分数据进行相应的辨识操作，观察往往带有主观性，不同人员会选择不同的数据段，这使得参数辨识的数据随机性过高、误差较大，严重影响了汽轮机调速系统参数辨识的准确度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，该方法使用参数辨识实测数据的处理方法，能够有效准确的选择汽轮机调速系统所需要的采样数据进行辨识，一方面克服了大批无用数据对试验的干扰得到有价值的试验数据，另一方面能够提高汽轮机调速系统参数辨识试验的工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，包括以下步骤：

A.首先对调速系统的动态扰动试验的输入信号和输出信号分别进行如下处理：

1)将输入信号或输出信号所采集的采样数据的波动范围设为Δy；对于响应前的稳定部分，对采样数据进行算术平均滤波，将求得的平均值与Δy进行对比，若求得的平均值在波动范围Δy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Δy之外，则确定此点就是转差变动点，即系统的基准点x₀，以基准点x₀为新的起点，继续进行算术平均滤波，然后用求得的平均值继续与Δy进行对比，求得的平均值在波动范围Δy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Δy之外，则确定此点为响应完成点，记此点为x′；又以x′为新的起点，此部分则为响应完成后的稳态部分，再次用算术平均滤波算法进行处理；

2)若输入信号或输出信号所采集的采样数据的负荷响应前后都是平滑的曲线，则求采样数据上的驻点，驻点包括基准点x′₀和完成点x″；

3)设基准点和完成点的给定值分别为Δ₀和Δ′，则按照下式确定最终的基准点X₀和完成点X′：

$X_0=\left\{\begin{array}{cc}{x}_0& |x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\\ x_0^{\′}& |x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\end{array}\right.$

$X^{\′}=\left\{\begin{array}{cc}{x}^{\′}& |x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤|x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\\ x^{\′\′}& |x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\end{array}\right..$

B.对输入信号和输出信号所对应的响应时间的基准点和完成点进行比较：

对于基准点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的基准点中选择两者中较小的一个作为处理后的参数基准点；对于完成点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的完成点中选择两者中较大的一个作为处理后参数完成点。

进一步，上述步骤A的2)中，求采样数据上的驻点的方法为：设采样数据曲线为f(x)，求采样数据曲线上f′(x)＝0的两点，在前的点即为基准点，在后的点即为完成点。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明在汽轮机动态扰动试验进行数据处理时能够准确快速的选择响应基准点和响应完成点。

(2)本发明的方法简单，运行稳定，有利于实现优与手动选取基准点和完成点。

附图说明

图1是汽轮机调速系统参数辨识数据自动处理流程图；

图2是比较输入信号和输出信号确定试验最终的基准点和完成点的流程图。

具体实施方式

本发明的汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，包括以下步骤：

A.首先对调速系统的动态扰动试验的输入信号和输出信号分别进行如下处理：

1)将输入信号或输出信号所采集的采样数据的波动范围设为Δy；对于响应前的稳定部分，对采样数据进行算术平均滤波，将求得的平均值与Δy进行对比，若求得的平均值在波动范围Δy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Δy之外，则确定此点就是转差变动点，即系统的基准点x₀，以基准点x₀为新的起点，继续进行算术平均滤波，然后用求得的平均值继续与Δy进行对比，求得的平均值在波动范围Δy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Δy之外，则确定此点为响应完成点，记此点为x′；又以x′为新的起点，此部分则为响应完成后的稳态部分，再次用算术平均滤波算法进行处理；

2)若输入信号或输出信号所采集的采样数据的负荷响应前后都是平滑的曲线，则求采样数据上的驻点，驻点包括基准点x′₀和完成点x″。求采样数据上的驻点的方法为：设采样数据曲线为f(x)，求采样数据曲线上f′(x)＝0的两点，在前的点即为基准点，在后的点即为完成点。

3)设基准点和完成点的给定值分别为Δ₀和Δ′，则按照下式确定最终的基准点X₀和完成点X′：

$X_0=\left\{\begin{array}{cc}{x}_0& |x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\\ x_0^{\′}& |x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\end{array}\right.$

$X^{\′}=\left\{\begin{array}{cc}{x}^{\′}& |x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤|x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\\ x^{\′\′}& |x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\end{array}\right..$

B.对输入信号和输出信号所对应的响应时间的基准点和完成点进行比较：

对于基准点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的基准点中选择两者中较小的一个作为处理后的参数基准点；对于完成点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的完成点中选择两者中较大的一个作为处理后参数完成点。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，设数据的波动范围为Δy；在初次处理的基础上对于响应前的稳定部分，对采样数据进行算术平均滤波，若平均值在波动范围Δy之内，则用滤波后的平均值代替原有值；若当采样值N远远大于采样频率，滤波值突然跳变到波动范围Δy之外，可以确定此点就是转差变动点，即系统的基准点x₀，以基准点为新的起点，继续用平均值且均值在Δy之内的方法，求取负荷响应过程中的滤波数据；当采样值远远大于采样频率且波动值发生跳变，说明负荷响应完成且系统再次进入稳定状态，即完成了一次调频响应过程，记此点为x′；又以x′为新的起点，此部分则为响应完成后的稳态部分，再次用算术平均滤波算法进行处理。这是通过控制波动范围来选择基准点和完成响应的点，同时也可以通过总体算术平均滤波，负荷响应前后都是平滑的曲线，只有在响应过程中会出现跳变，因此可以通过求驻点(即一阶导数f′(x)＝0的点)求得x₀和x′。采用这种方法计算较为快速，适合于在稳定阶段变化相对平稳的数据，如果整个数据的波动范围大，由于是整体计算均值，可能求得的x′₀、x″与真值偏差较大。为了准确无误的得到系统所需要的结果，可以将两种算法同时使用，取二者与给定值差的绝对值最小的点作为基准点和负荷响应完成点。设给定值分别为Δ₀和Δ′则

$X_0=\left\{\begin{array}{cc}{x}_0& |x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\\ x_0^{\′}& |x_0^{\′}-{\mathrm{\Δ}}_0|\≤|x_0-{\mathrm{\Δ}}_0|\end{array}\right.$

$X^{\′}=\left\{\begin{array}{cc}{x}^{\′}& |x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤|x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\\ x^{\′\′}& |x^{\′\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\≤x^{\′}-{\mathrm{\Δ}}^{\′}|\end{array}\right.$

参见图2，输入信号和输出信号各自进行数据自动处理之后，输入信号和输出信号所对应的响应时间还要进行比较。对于开始的响应时间，在输入信号和输出信号各自所确定的结果中选择两者中较小的一个；对于完成响应后的稳态部分则相反，即选择输入信号和输出信号两者中较大的一个作为最后的完成响应的稳态时间。一般的输出响应都会滞后于输入响应，所以可以直接以输入信号的响应时间为基准点，以输出信号的完成响应时间为真正的完成时间点。

综上所述，本发明使用参数辨识实测数据的自动处理方法，能够有有效准确的选择汽轮机调速系统所需要的采样数据进行辨识，一方面克服了大批无用数据对试验的干扰得到有价值的试验数据，另一方面较手工选取数据，自动数据处理虽然难以实现，但当设计好之后，对于数据处理相对于手工处理有更大的优势，大大提高了汽轮机调速系统参数辨识试验的工作效率。

Claims (2)

1.一种汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.首先对调速系统的动态扰动试验的输入信号和输出信号分别进行如下处理：

1)将输入信号或输出信号所采集的采样数据的波动范围设为Dy；对于响应前的稳定部分，对采样数据进行算术平均滤波，将求得的平均值与各点Dy进行对比，若求得的平均值在波动范围Dy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Dy之外，则确定此点就是转差变动点，即系统的基准点x₀，以基准点x₀为新的起点，继续进行算术平均滤波，然后用求得的平均值继续与Dy进行对比，求得的平均值在波动范围Dy之内，则用滤波后的平均值代替原有值，若求得的平均值突然跳变到波动范围Dy之外，则确定此点为响应完成点，记此点为x'；又以x'为新的起点，此部分则为响应完成后的稳态部分，再次用算术平均滤波算法进行处理；

2)若输入信号或输出信号所采集的采样数据的负荷响应前后都是平滑的曲线，则求采样数据上的驻点，驻点包括基准点x'₀和完成点x"；

3)设基准点和完成点的给定值分别为D₀和D'，则按照下式确定最终的基准点X₀和完成点X'：

B.对输入信号和输出信号所对应的响应时间的基准点和完成点进行比较：

对于基准点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的基准点中选择两者中较小的一个作为处理后的参数基准点；对于完成点的选择，在输入信号和输出信号各自所确定的最终的完成点中选择两者中较大的一个作为处理后参数完成点。

2.根据权利要求1所述的汽轮机组调速系统参数实测数据处理方法，其特征在于，步骤A的2)中，求采样数据上的驻点的方法为：设采样数据曲线为f(x),求采样数据曲线上f'(x)＝0的两点，在前的点即为基准点，在后的点即为完成点。