CN105406788B - 一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 - Google Patents
一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105406788B CN105406788B CN201510931420.6A CN201510931420A CN105406788B CN 105406788 B CN105406788 B CN 105406788B CN 201510931420 A CN201510931420 A CN 201510931420A CN 105406788 B CN105406788 B CN 105406788B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- generator
- parameter
- parameters
- model
- particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 4
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 4
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 4
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 3
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N virginiamycin-S1 Natural products CC1OC(=O)C(C=2C=CC=CC=2)NC(=O)C2CC(=O)CCN2C(=O)C(CC=2C=CC=CC=2)N(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(CC)NC(=O)C1NC(=O)C1=NC=CC=C1O FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法，包括如下步骤：步骤1：确定故障时间点PMU曲线及其对应的在线仿真数据；步骤2：使用PMU测量信息将同步发电机模型解耦；步骤3：确定发电机模型；步骤4：确定发电机主导参数；步骤5：参数修正；利用本发明可以在线快速识别发电机参数中对动态行为影响较大的主导参数，量化主导参数的误差范围，提高时域仿真计算的精度。
Description
技术领域
本发明涉及大电网安全运行，具体涉及一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法。
背景技术
时域仿真是电力系统规划、运行中常用的分析方法，现代电网技术的发展带来了在线时域仿真技术的实践应用。在实践过程中，依据现有的参数和模型仿真的结果与实际电力系统的物理过程相差较远，这严重影响了电力系统安全分析的准确性和可靠性。
广域测量系统能够提供电网的实时数据，可以实现发电机与电网同步解耦，为发电机的参数识别和校验提供了条件。目前基于PMU的发电机动态参数辨识主要有两类：第一种基于灵敏度的识别方法，但容易受到扰动形式的影响，尤其是对于灵敏度结果相对较低的参数影响更加严重；第二种是基于扩展Kalman参数的辨识方法，对弱非线性系统能够得到理想的滤波结果，但与实际结果相差较大。
发明内容
本发明针对发电机参数辨识的问题提供一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法，使用PMU(同步向量测量装置)量测信息将同步发电机模型解耦，通过粒子滤波算法辨识出发电机参数中对动态行为影响较大的主导参数。
一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法，包括如下步骤：
步骤1：选取故障时间点PMU曲线及其对应的在线仿真数据；
步骤2：同步发电机模型解耦；
步骤3：确定发电机模型；
步骤4：确定发电机主导参数；
步骤5：参数修正。
进一步的，所述步骤2，根据PMU测量的发电机电压、相角、有功功率和无功功率，将发电机电压和相角作为输入量，发电机的有功功率和无功功率作为输出值，从而将发电机与外部电网进行解耦。
进一步的，所述步骤3，采用计算发电机4阶电气量方程确定发电机模型：
上式中，Iq是交轴电流，Id是直轴电流，Efd是励磁电压，E′d是直轴暂态电动势，E″d是直轴次暂态电动势，E′q是交轴暂态电动势，E″q是交轴次暂态电动势。同步电抗Xd和Xq，暂态电抗X′d和X′q，次暂态电抗X″d和X″q、暂态开路时间常数T′dO和T′qO，次暂态开路时间常数T″dO和T″qO，发电机的饱和系数KG，为待辨识参数。
进一步的，所述步骤4，提取第一摆功率和阻尼比分别作为特征量，采用Morris筛选方法进行主导参数确定，步骤如下：
步骤4-1：选取变量θi，其它参数值固定不变，
步骤4-2：在变量范围[θimin,θimax]内随机改变参数θi，得到输出值y，
步骤4-3：判别参数变化对输出值的影响程度，从而筛选出主导参数。
进一步的，所述步骤4-3采用灵敏度因子S判别参数变化对输出的影响程度：
上式中：i为参数变化次数，Yi为模型第i次运行输出结果，Y0为参数率定后计算结果初始值，Pi为第i次模型参数相对于初始参数值变化的百分率，n为模型运算次数。
进一步的，所述步骤5的参数修正包括如下步骤：
步骤5-1：初始化，取t＝0,按先验密度函数p(x0)、p(θ0)分别提取N个粒子
步骤5-2：对粒子进行权值更新并重新采样得到新的粒子
步骤5-3：对按照参数核平滑法进行采样求取下一步参与迭代的参数粒子
步骤5-4：设置t＝t+1,继续重复步骤5-2和步骤5-3。
参数修正采用粒子滤波算法。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
利用本发明可以在线快速识别发电机参数中对动态行为影响较大的主导参数，量化主导参数的误差范围，提高时域仿真计算的精度。
附图说明
图1为本发明一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：
本发明针对发电机参数辨识的问题提出一种基于粒子滤波算法的发电机主导参数识别算法，在线快速识别对动态行为影响较大的主导参数，量化主导参数的误差范围。
如图1所示为本发明一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法的流程图，本发明包括以下步骤：
步骤1：选取故障时间点PMU曲线及其对应的在线仿真数据；
步骤2：同步发电机模型解耦；
步骤3：确定发电机模型；
步骤4：确定发电机主导参数；
步骤5：参数修正。
所述步骤2，同步发电机模型解耦。PMU(同步向量测量装置)能够测量母线电压、相角、有功功率和无功功率，将发电机电压和相角作为输入量，同时将发电机的有功功率和无功功率作为输出值，可将发电机与外部电网进行解耦。
所述步骤3，确定发电机模型。采用发电机4阶电气量方程：
上式中：E′d是直轴暂态电动势，E″d是直轴次暂态电动势，E′q是交轴暂态电动势，E″q是交轴次暂态电动势。同步电抗Xd和Xq，暂态电抗X′d和X′q，次暂态电抗X″d和X″q、暂态开路时间常数TT′dO和T′qO，次暂态开路时间常数T″dO和T″qO，发电机的饱和系数KG，为待辨识参数。
所述步骤4，主导参数确定。提取第一摆功率与阻尼比分别作为特征量，并采用Morris筛选方法进行主导参数确定。
Morri筛选方法是目前应用较广的灵敏度分析方法，它选取其中一个变量θi,其它参数值固定不变，在变量范围[θimin,θimax]内随机改变参数θi，得到输出值y，用灵敏度因子S判别参数变化对输出的影响程度：
式中：Yi为模型第i次运行输出结果，Y0为参数率定后计算结果初始值，Pi为
第i次模型参数相对于初始参数值变化的百分率，n为模型运算次数。
所述步骤5，采用粒子滤波算法，进行参数修正包括如下步骤：
步骤5-1初始化：取t＝0,按先验密度函数p(x0)、p(θ0)分别提取N个粒子
步骤5-2对粒子进行权值更新并重新采样得到新的粒子
步骤5-3对按照参数核平滑法进行采样求取下一步参与迭代的参数粒子
步骤5-4设置t＝t+1,继续重复步骤5-2和步骤5-3。
本方法提出的基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法有如下特点，首先选取故障时间点PMU曲线及其对应的在线仿真数据，根据PMU量测信息将同步发电机模型解耦。其次通过以第一摆功率与阻尼比为特征量确定发电机主导参数，最后使用粒子滤波算法，辨识出发电机参数中对动态行为影响较大的主导参数。
最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：选取故障时间点PMU曲线及其对应的在线仿真数据；
步骤2：同步发电机模型解耦；
步骤3：确定发电机模型；
步骤4：确定发电机主导参数；
所述步骤4，提取第一摆功率和阻尼比分别作为特征量，采用Morris筛选法进行主导参数确定，步骤如下：
步骤4-1、选取一个变量θi，
步骤4-2、在变量范围[θimin，θimax]内随机改变参数θi，得到输出值y，
步骤4-3、判别参数变化对输出值的影响程度，从而筛选出主导参数；
步骤5：参数修正。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2，采用PMU测量发电机电压、相角、有功功率和无功功率，将发电机电压和相角作为输入量，发电机的有功功率和无功功率作为输出值，将发电机与外部电网进行解耦。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3，采用发电机4阶电气量方程确定发电机模型：
上式中，Iq是交轴电流，Id是直轴电流，Efd是励磁电压，E′d是直轴暂态电动势，E″d是直轴次暂态电动势，E′q是交轴暂态电动势，E″q是交轴次暂态电动势；
同步电抗Xd和Xq，暂态电抗X′d和X′q，次暂态电抗X″d和X″q、暂态开路时间常数T′dO和T′qO，次暂态开路时间常数T″dO和T″qO，发电机的饱和系数KG，为待辨识参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4-3按下式所示的灵敏度因子S判别参数变化对输出的影响程度：
上式中：i为参数变化次数，Yi为模型第i次运行输出结果，Y0为参数率定后计算结果初始值，Pi为第i次模型参数相对于初始参数值变化的百分率，n为模型运算次数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5采用粒子滤波算法进行参数修正包括如下步骤：
步骤5-1：初始化，取t＝0，按先验密度函数p(x0)、p(θ0)分别提取N个粒子
步骤5-2：对粒子进行权值更新并重新采样得到新的粒子
步骤5-3：对按照参数核平滑法进行采样求取下一步参与迭代的参数粒子步骤5-4：设置t＝t+1，继续重复步骤5-2和步骤5-3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510931420.6A CN105406788B (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510931420.6A CN105406788B (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105406788A CN105406788A (zh) | 2016-03-16 |
| CN105406788B true CN105406788B (zh) | 2019-02-05 |
Family
ID=55472086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510931420.6A Active CN105406788B (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105406788B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109521274B (zh) * | 2018-11-23 | 2020-09-25 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种同步相量测量方法、系统、装置及可读存储介质 |
| CN110896217B (zh) * | 2019-09-04 | 2022-04-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种提升受端电网电压稳定性的网源协调控制方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102355010A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-02-15 | 河海大学 | 多台发电机参数的同时辨识方法 |
| CN102904518A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 安徽省电力公司 | 一种同步发电机q轴参数在线辨识方法 |
| CN102983808A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-20 | 华北电力大学 | 一种基于pmu稳态数据的发电机直轴同步电抗在线辨识的方法 |
| CN103023419A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 华北电力大学 | 一种用于发电机同步电抗参数辨识的pmu数据的筛选方法 |
| CN103618492A (zh) * | 2013-08-09 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种基于时频变换的同步发电机参数辨识方法 |
-
2015
- 2015-12-15 CN CN201510931420.6A patent/CN105406788B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102355010A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-02-15 | 河海大学 | 多台发电机参数的同时辨识方法 |
| CN102904518A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 安徽省电力公司 | 一种同步发电机q轴参数在线辨识方法 |
| CN103023419A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 华北电力大学 | 一种用于发电机同步电抗参数辨识的pmu数据的筛选方法 |
| CN102983808A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-20 | 华北电力大学 | 一种基于pmu稳态数据的发电机直轴同步电抗在线辨识的方法 |
| CN103618492A (zh) * | 2013-08-09 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种基于时频变换的同步发电机参数辨识方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Estimate the electromechanical states using particle filtering and smoothing;Da Meng et al;《2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting》;20121231;第1-7页 |
| 一种基于轨迹灵敏度的发电机参数抗差估计法;陈建华等;《电力系统自动化》;20101210;第34卷(第23期);第21-24、41页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105406788A (zh) | 2016-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107590317A (zh) | 一种计及模型参数不确定性的发电机动态估计方法 | |
| CN102377180B (zh) | 基于电能质量监测系统的电力系统负荷建模方法 | |
| CN103036498B (zh) | 一种基于pmu的同步发电机实用模型参数校核与辨识方法 | |
| CN105403834B (zh) | 一种发电机动态状态估计方法 | |
| CN103401238B (zh) | 一种基于总体测辨法的电力负荷建模方法 | |
| CN104678152A (zh) | 利用频域信息滤除衰减直流的电力信号同步相量测量方法 | |
| CN106154037B (zh) | 一种基于校验的同步相量自适应计算方法 | |
| CN105353226A (zh) | 基于散射参数和智能算法的emi噪声源阻抗等效参数提取方法 | |
| CN103969536B (zh) | 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法 | |
| CN101576586B (zh) | 一种基于自适应滤波的相位检测方法 | |
| CN110516275A (zh) | 基于扰动信息的仿真模型参数校核方法 | |
| CN106099850A (zh) | 基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别改进方法 | |
| CN103257273A (zh) | 同频周期信号相位差的测量方法 | |
| CN105406788B (zh) | 一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法 | |
| CN105182073A (zh) | 一种同步相量测量装置的动态相量测量系统及其测量方法 | |
| CN104701839A (zh) | 一种基于最小二乘法参数辨识的空调负荷建模方法 | |
| CN110161375A (zh) | 一种基于分布电阻参数的高压直流输电线路计算模型 | |
| CN107167658B (zh) | 一种高精度抗干扰的电力系统基波频率及相位测量方法 | |
| Reid et al. | The response of the day side magnetosphere‐ionosphere system, to time‐varying field line reconnection at the magnetopause, 2. Erosion event of March 27, 1968 | |
| CN105759207A (zh) | 一种基于m-ekf算法的海流发电机绝缘系统故障检测方法 | |
| CN104483577B (zh) | 一种电力线路参数准确度的测定方法 | |
| CN105808833B (zh) | 一种基于多数据集合的并行同步发电机在线参数辨识方法 | |
| CN103323252B (zh) | 一种汽轮机功率响应特性参数的提取方法 | |
| Chen et al. | Coherent clustering method based on weighted clustering of multi-indicator panel data | |
| CN105242225A (zh) | 一种动态相量测量装置的校准系统及其校准方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |