CN105548882B - 基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法，包括如下步骤：(1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：X＝{I_i,U_i},i＝1,2,…,n；其中U_i为测得的机端电压值，I_i为测得的励磁电流值；(2)按如下公式计算线性凝聚度序列：D(X)＝{d_i},i＝1,2,…,n‑1，其中d_i为数据{I_i,U_i}对应时刻的线性凝聚度：(3)比较线性凝聚度的数值，取其中在0.9至1.1之间的数据，对应的原始空载试验数据即为线性段数据，线性凝聚度最接近1处对应的曲线斜率即为线性段斜率：令j为对应线性凝聚度最接近1的序列数，|d_j‑1|＝min(|d_i‑1|)，若j≠1，则若j＝1，则本发明通过计算发电机空载特性的线性凝聚度辨识线性段的数据长度和斜率，避免了人工辨识导致的误差和不一致性，对于含干扰的测试数据具有较强的辨识能力。本发明适用于发电机空载特性测试及发电机参数计算。

Description

基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法

技术领域

本发明涉及一种基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法。

背景技术

发电机励磁系统参数测试中，空载特性测试是一个关键测试项目，其空载曲线线性段的延长线决定了发电机励磁系统的基准值，如基准电流、基准电压等关键参数。发电机励磁系统的其他参数计算均以此基准值为基础进行计算，因此准确辨识发电机空载曲线的线性段是准确计算发电机励磁系统参数的关键。

但实际现场试验中发电机空载曲线的测试结果受到环境中各种干扰因素影响，往往含有一定的扰动。曲线线性段主要获依靠人工经验进行辨识，误差较大，且难以保证不同的判读结果一致性。

发明内容

本发明提供一种基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法，其针对于空载特性试验中获得的空载曲线，可以在含有干扰数据的情况下，辨识曲线的线性段的数据长度和斜率，实现对试验数据的准确解读，为发电机励磁系统参数计算提供准确依据。

一种基于线性凝聚度的发电机空载曲线的线性段辨识方法，包括如下步骤：

(1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：

X＝{I_i,U_i},i＝1,2,…,n；

其中U_i为测得的机端电压值，I_i为测得的励磁电流值；

(2)按如下公式计算线性凝聚度序列：

D(X)＝{d_i},i＝1,2,…,n-1

其中d_i为数据{I_i,U_i}对应时刻的线性凝聚度：

(3)比较线性凝聚度的数值，当数据为理想的线性数据时，易知励磁电流和机端电压满足以下关系：

U_i＝KI_i,i＝1,2,…,n-1

此时线性凝聚度为：

由上式可知，对于理想线性段，线性凝聚度处处为1。因此测试曲线的线性凝聚度越接近1，该处的线性度越强。

由于实际数据含有一定的扰动，因此其线性段的线性凝聚度不精确为1，有微小的偏移。为了获得较好的效果，取线性凝聚度在0.9至1.1之间的数据，以适应含扰动的数据。对应的原始测试数据即为线性段数据，线性凝聚度最接近1处对应的曲线斜率即为线性段斜率：

令j为对应线性凝聚度最接近1的序列数,|d_j-1|＝min(|d_i-1|),

若j≠1，则

若j＝1，则

本发明的有益效果：

1、具有比人工判读更为准确一致的计算结果，避免了不同人工判读结果不同的问题；

2、具有一定的抗干扰性能，可以适应含有一定扰动的测试数据。

附图说明

图1是本发明采用的测试数据示意图；

图2是采用本发明计算的线性凝聚度的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供一种基于线性凝聚度的发电机空载曲线的线性段辨识示意图，所述方法包括如下步骤：

(1)读取发电机空载试验数据，得到一组的含扰数据：

X＝{I_i,U_i},i＝1,2,…,n；

其中U_i为测得的机端电压值，I_i为测得的励磁电流值。

(2)按如下公式计算线性凝聚度：

(3)比较线性凝聚度的数值，取其中在0.9至1.1之间的数据，对应的原始测试数据即为线性段数据，线性凝聚度最接近1处对应的曲线斜率K即为线性段斜率：

令j为对应线性凝聚度最接近1的序列数，|d_j-1|＝min(|d_i-1|)，

若j≠1，则

若j＝1，则

下面结合附图和一个具体实例对本方法做进一步说明：

对某同步发电机进行空载特性试验，测量得到含一定扰动的空载特性曲线如图1所示。读取试验测试数据，得到一组空载特性数据如下：

其中U为测得的机端电压值，I为测得的励磁电流值。按公式计算线性凝聚度：

经过计算得到各时刻线性凝聚度如下：

线性凝聚度曲线见图2。

比较线性凝聚度的数值，取其中在0.9至1.1之间的数据，对应序列为1-5和16-21。则数据序列1-5和16-21对应的测试数据为空载曲线的线性段。

线性凝聚度最接近1的数值为0.9835141，对应序列为19，该处空载曲线斜率为：

K＝(10927.7-4981.9)/(677.9-303.9)＝15.897

则空载曲线线性段的斜率为15.897。

得到空载曲线线性段斜率后，就可进一步计算发电机励磁系统基准值和其余励磁系统参数。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种基于线性凝聚度的发电机空载特性线性段辨识方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：

X＝{I_i,U_i},i＝1,2,…,n；

其中U_i为测得的机端电压值，I_i为测得的励磁电流值；

(2)按如下公式计算线性凝聚度序列：

D(X)＝{d_i},i＝1,2,…,n-1

其中d_i为数据{I_i,U_i}对应时刻的线性凝聚度：

(3)比较线性凝聚度的数值，取其中在0.9至1.1之间的数据，对应的原始空载试验数据即为线性段数据，线性凝聚度最接近1处对应的曲线斜率K即为线性段斜率:

令j为对应线性凝聚度最接近1的序列数，|d_j-1|＝min(|d_i-1|)，

若j≠1，则

若j＝1，则