CN115374555A - 电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置 - Google Patents

电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置 Download PDF

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CN115374555A CN202210873623.4A CN202210873623A CN115374555A CN 115374555 A CN115374555 A CN 115374555A CN 202210873623 A CN202210873623 A CN 202210873623A CN 115374555 A CN115374555 A CN 115374555A
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power
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谢昌亚
王德鹏
张腾
何振宇
王旭辉
陈运
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North China Electric Power Research Institute Co Ltd
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North China Electric Power Research Institute Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置，涉及电力设备性能检测领域，包括：根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。本申请能够确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。

Description

电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置
技术领域
本申请涉及电力设备性能检测领域，具体是一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置。
背景技术
通过开展汽轮机及其调速系统参数辨识与仿真校核技术研究，建立电网稳定性分析所需要的汽轮机调速系统数学模型，对于电网稳定性研究具有重要的实用价值。
目前，汽轮机调速系统参数建模试验后，通常采用在实测曲线及仿真曲线上手动标点的方式获取汽轮机高压缸最大出力增量、汽轮机高压缸峰值时间及功率阶跃调节时间。该方法受人为判断的影响较大且数据处理效率较低。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置，能够确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，包括：
根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
进一步地，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵；
根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数；
求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵；
根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数；
求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间，包括：
求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
进一步地，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间，包括：
求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
进一步地，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，包括：
根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
进一步地，所述根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差，包括：
根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
进一步地，所述根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差，包括：
根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
进一步地，所述根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差，包括：
根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
第二方面，本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，包括：
峰值时间确定单元，用于根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
阶跃稳态判定单元，用于根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
辨识误差确定单元，用于根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
进一步地，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述峰值时间确定单元，包括：
仿真峰值时间确定模块，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
实测峰值时间确定模块，用于根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述仿真峰值时间确定模块，包括：
仿真矩阵构建子模块，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵；
仿真系数求解子模块，用于根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数；
仿真峰值时间确定子模块，用于求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述实测峰值时间确定模块，包括：
实测矩阵构建子模块，用于根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵；
实测系数求解子模块，用于根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数；
实测峰值时间确定子模块，用于求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
进一步地，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述阶跃稳态判定单元，包括：
仿真导数序列求解模块，用于求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
仿真导数稳定阈值判断模块，用于根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
仿真阶跃稳态判定模块，用于根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
进一步地，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述阶跃稳态判定单元，包括：
实测导数序列求解模块，用于求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
实测导数稳定阈值判断模块，用于根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
实测阶跃稳态判定模块，用于根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
进一步地，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述辨识误差确定单元，包括：
峰值时间误差生成模块，用于根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
出力增量误差生成模块，用于根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
调节时间误差生成模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
进一步地，所述峰值时间误差生成模块，包括：
仿真峰值时间生成子模块，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
实测峰值时间生成子模块，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
峰值时间误差生成子模块，用于根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
进一步地，所述出力增量误差生成模块，包括：
仿真出力增量生成子模块，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
实测出力增量生成子模块，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
出力增量误差生成子模块，用于根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
进一步地，所述调节时间误差生成模块，包括：
功率阶跃量确定子模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
最大值点确定子模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
调节时间误差生成子模块，用于根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
第三方面，本申请提供一种电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
针对现有技术中的问题，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法及装置，能够采用多项式拟合方法及稳态检测方法实现汽轮机调速系统电功率阶跃响应的电功率阶跃响应仿真误差的自动计算，避免了传统手动标点法中人为判断的影响，使得计算结果更科学可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的流程图；
图2为本申请实施例中得到峰值功率到达时间的流程图；
图3为本申请实施例中得到仿真样本对应的峰值功率到达时间的流程图；
图4为本申请实施例中得到实测样本对应的峰值功率到达时间的流程图；
图5为本申请实施例中确定仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间的流程图；
图6为本申请实施例中确定实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间的流程图；
图7为本申请实施例中确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差的流程图；
图8为本申请实施例中生成汽轮机高压缸峰值时间误差的流程图；
图9为本申请实施例中生成汽轮机高压缸最大出力增量误差的流程图；
图10为本申请实施例中确定功率阶跃调节时间误差的流程图；
图11为本申请实施例中汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置的结构图；
图12为本申请实施例中峰值时间确定单元的结构图；
图13为本申请实施例中仿真峰值时间确定模块的结构图；
图14为本申请实施例中实测峰值时间确定模块的结构图；
图15为本申请实施例中阶跃稳态判定单元的结构图之一；
图16为本申请实施例中阶跃稳态判定单元的结构图至之二；
图17为本申请实施例中辨识误差确定单元的结构图；
图18为本申请实施例中峰值时间误差生成模块的结构图；
图19为本申请实施例中出力增量误差生成模块的结构图；
图20为本申请实施例中调节时间误差生成模块的结构图；
图21为本申请实施例中的电子设备的结构示意图；
图22为本申请实施例中的汽轮机电功率阶跃响应示例曲线示意图；
图23为本申请实施例中的高压缸峰值功率示意图；
图24为本申请实施例中确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值的示意图；
图25为本申请实施例中某350MW机组阀控试验辨识结果示意图；
图26为本申请实施例中某350MW机组闭环频率扰动试验辨识结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一实施例中，参见图1，为了能够确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，包括：
S101：根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间(对应图22中的点B)；
S102：根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间(对应图22中的点A)及稳态进入时间(对应图22中的点M)；
S103：根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，满足辨识误差要求的仿真辨识结果可以为电网稳定性分析提供重要依据。
可以理解的是，所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差是指：《同步发电机调速系统参数实测及建模导则》规定的汽轮机高压缸最大出力增量PHP、汽轮机高压缸峰值时间THP及调节时间ts实测值与仿真值的偏差。通过开展汽轮机及其调速系统参数辨识与仿真校核技术研究，建立电网稳定性分析所需要的汽轮机调速系统数学模型，对于电网稳定性研究具有重要的实用价值。通过对并网汽轮机调速系统进行建模，可以得到机组参与电网一次调频的动态特性；系统地分析各种扰动条件下电网频率响应和负荷响应曲线，确定电网稳定性的边界条件；给出机组调频死区与一次调频容量以及负荷扰动之间的关系，指导机组调节系统调频死区的设置和电网一次调频容量的选择；预测在电网频率波动情况下机组的动态响应特性及可能对机组热力系统造成的影响等。
行业标准DL/T 1235-2019《同步发电机原动机及其调节系统参数实测与建模导则》(以下简称：《导则》)规定了参数实测的试验内容，包括静态试验和负载试验。其中，汽轮机调速系统参数建模负载试验的目的是进行原动机的实测建模，以及实测机组对频率扰动的闭环响应特性。原动机的实测建模试验包含阀控方式下的频率扰动试验；机组对频率扰动的闭环响应特性试验包含协调方式下和功率闭环方式下的频率扰动试验。依据《导则》，两项试验仿真电功率与实测电功率的误差应满足表1及表2的要求。
表1汽轮机阀控试验仿真与实测的偏差允许值
品质参数 偏差允许值(＝实测值-仿真值)
汽轮机高压缸最大出力增量P<sub>HP</sub> ±10％的功率实测变化值
汽轮机高压缸峰值时间T<sub>HP</sub> ±0.1s
调节时间t<sub>s</sub> ±2.0s
表2汽轮机闭环频率扰动试验仿真与实测的偏差允许值
品质参数 偏差允许值(＝实测值-仿真值)
汽轮机高压缸最大出力增量P<sub>HP</sub> ±30％的功率实测变化值
汽轮机高压缸峰值时间T<sub>HP</sub> ±0.2s
调节时间t<sub>s</sub> ±2.0s
其中，汽轮机高压缸最大出力增量PHP：在汽轮机阶跃试验中，功率快速变化过程达到的最大值减去初始功率的数值，如图22(汽轮机电功率阶跃响应示例曲线)所示。
汽轮机高压缸峰值时间THP：在汽轮机阶跃试验中，从阶跃量加入起到功率达到高压缸最大出力增量所需的时间，如图22所示。
调节时间ts：从起始时间开始，到被控量与最终稳态值之差的绝对值始终不超过5％阶跃量的最短时间，如图22所示。
目前，对汽轮机调速系统电功率的辨识结果进行误差计算，通常采用在实测曲线和仿真曲线上手动进行标点的方式，即通过人为观察判断起始阶跃点A、功率快速变化达到最大值的点B和最终被控量稳定的点M。然后通过手动计算，得到高压缸最大出力增量PHP、汽轮机高压缸峰值时间THP和功率阶跃调节时间ts。此方法数据处理的过程繁杂、处理效率低且受人为判断的影响较大。为了提高数据处理效率，增强辨识结果误差计算的准确性。本申请实施例采用多项式拟合及稳态检测方法实现了汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真误差的自动计算。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够采用多项式拟合方法及稳态检测方法实现汽轮机调速系统电功率阶跃响应的电功率阶跃响应仿真误差的自动计算，避免了传统手动标点法中人为判断的影响，使得计算结果更科学可靠。
一实施例中，参见图2，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间(步骤S101)，包括：
S201：根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
可以理解的是，参见图3，步骤S201具体包括：根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵(S301)；根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数(S302)；求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间(S303)。
S202：根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
可以理解的是，参见图4，步骤S202具体包括：根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵(S401)；根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数(S402)；求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间(S403)。
具体地，对功率响应初期的曲线进行多项式拟合，设拟合多项式如下所示：
f(t)＝αntn+αn-1tn-1+…+α2t2+α1t+α0
令n＝10，求多项式一阶导数的根，其中一个正解实数根(该实数根应稍大于流量指令发生阶跃变化的时间)即为高压缸峰值出现的时间，而此时对应的功率即为高压缸峰值功率，如图23(高压缸峰值功率示意图)所示。其中，峰值功率到达时间为图23中的点B对应的时间。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间。
一实施例中，参见图5，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间(步骤S102)，包括：
S501：求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
S502：根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
S503：根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
可以理解的是，①稳态检测方法：定义β来表示过程状态的稳定程度，0≤β≤1。当β＝0时表示过程状态为不稳定，当β＝1时表示过程状态为稳定，0＜β＜1表示处于稳定和不稳定之间状态，并且β越接近于0表示越不稳定，越接近于1表示越稳定。β(t)由变量信号的一阶导数f′(t)和二阶导数f″(t)来决定。
1)当|f′(t)|>Tu时，β(t)＝0，Tu为一阶导数不稳定阈值。如图24所示的t∈[t2,t3]以及t∈[t6,t7]过程。
2)当
Figure BDA0003761544210000123
都有|f′(t)|<Ts，即在Δt时间内(Δt足够长)，都有|f′(t)|<Ts，则β(t)＝1。即：|f′(t)|<Ts且|f″(t)|<Tw，则β(t)＝1，Ts为一阶导数稳定阈值，Tw为二阶导数稳定阈值。如图24所示，t<t1过程和t<t8过程。
3)除规则1、2外，β(t)由下式决定：β(t)＝ξ[θ(t)]，其中：
θ(t)＝|f′(t)|+γ|f″(t)|
式中：
Figure BDA0003761544210000121
Figure BDA0003761544210000122
②稳态检测法阈值确定：在历史数据库中选择过程处于稳态的一段数据作为参考基准，然后进行拟合处理得到信号在采样点的一阶导数序列和二阶导数序列，并分别求其方差σ1和σ2，则：
Ts＝σ1,Tu＝3λσ1,Tw＝σ2
若当前数据的一阶导数|f′(t)|<Ts，|f′″t)|<Tw(即其均值在对应的标准方差之内)，说明该数据历史稳态数据的波动程度是一致的，也应该是稳态数据。而若|f′(t)|>Tu，则该数据是一离群点(即不是稳态数据)。这里λ为调节参数，可以由历史数据库中的不稳定状态的临界值来确定，其值与变量信号的变化程度有关。
令λ＝1，运用以上算法对汽轮机电功率阶跃响应示例曲线进行分析，如图1所示。可得出响应的稳态时间段(t0，tA)及(tM，t∞)，相应的tA所对应的即是A点(对应起始阶跃时间)，tM所对应的即为M点(对应稳态进入时间)。t∞代表所采集数据的结束时间。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
一实施例中，参见图6，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间(步骤S102)，包括：
S601：求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
S602：根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
S603：根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
可以理解的是，针对实测样本求解起始阶跃时间及稳态进入时间的方法与针对仿真样本求解起始阶跃时间及稳态进入时间的方法一致，在此不再赘述。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
一实施例中，参见图7，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，包括：
S701：根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
S702：根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
S703：根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
汽轮机调速系统参数辨识结果一般包含实测曲线和仿真曲线。由于实测曲线和仿真曲线均符合图22实例曲线所示基本样式，可以认为实测曲线和仿真曲线的汽轮机高压缸最大出力增量PHP、汽轮机高压缸峰值时间THp和功率阶跃调节时间ts满足相同的计算方法。下面以实测曲线为例，推导PHP、THp和ts计算方法，针对仿真曲线的计算，以此类推。实测曲线并非连续的曲线，而是采样周期为0.001s的二维数列，横坐标是时间，纵坐标是被控量(在负载试验中为汽轮发电机组输出的有功功率)。
假设实测曲线起始阶跃点为A(tA，p0),功率快速变化达到最大值的点为B(t1，P1)，最先达到稳态的点为M(t2，P2)。则阶跃量为ΔP＝P2-P0。
由此可以得到汽轮机高压缸最大出力增量PHP和汽轮机高压缸峰值时间THP：
PHP＝P1-P0
THP＝t1-tA
通过编程，运用循环函数找到曲线中所有对应95％阶跃量和105％阶跃量的点C1(tc1，P0+0.95ΔP)、C2(tc2，P0+1.05ΔP)、C3(tc3，P0+0.95ΔP)、C4(tc4，P0+1.05ΔP)……Cn(tcn，P0+0.95ΔP)
找到横坐标最大的点Cn(tcn，Pcn)：
tcn＝max(tc1,tc2,…)
由此可得：
ts＝tcn-tA
通过上述推导，可以得到汽轮机高压缸最大出力增量偏差值ΔPHP、汽轮机高压缸峰值时间偏差值ΔTHP和功率阶跃调节时间偏差值Δts的计算公式：
ΔPHP＝PHP-P′HP
ΔTHP＝THP-T′HP
Δts＝ts-t′s
PHP、THP、ts：实测曲线的高压缸最大出力增量、实测曲线的高压缸峰值时间、实测曲线的功率阶跃调节时间；
P′HP、T′HP、t′s：仿真曲线的高压缸最大出力增量、仿真曲线的高压缸峰值时间、仿真曲线的功率阶跃调节时间。
由此可见，若想实现汽轮机调速系统电功率参数辨识误差的自动运算，需运用科学的算法判断起始阶跃点A、功率快速变化达到最大值的点B和最终被控量(有功功率)稳定的点M。A、B和M为品质参数计算的特征点。本发明采用多项式拟合方法判断特征点B，并进一步采用稳态检测法判断特征点A和特征点M。
一实施例中，参见图8，所述根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差，包括：
S801：根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
S802：根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
S803：根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
一实施例中，参见图9，所述根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差，包括：
S901：根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
S902：根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
S903：根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
一实施例中，参见图10，所述根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差，包括：
S1001：根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
S1002：根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
S1003：根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
为了更好地说明本申请提供的方法及装置，现以某350MW超临界、一次中间再热燃煤发电机组为例，对其调速系统进行参数辨识，得到阀控试验和闭环频率扰动试验实测数据与仿真数据如图25(某350MW机组阀控试验辨识结果)及图26(某350MW机组闭环频率扰动试验辨识结果)所示，然后分别运用传统方法和本申请实施例提供的算法进行误差分析计算，所得结果如表3及表4所示：
由表3及表4可见，本申请实施例提供的算法误差计算结果满足《导则》要求，具有较好的实用性。
表3阀控试验误差计算结果比较
Figure BDA0003761544210000161
表4闭环频率扰动试验误差计算结果比较
Figure BDA0003761544210000162
综上所述，汽轮机调速系统参数辨识对于电网稳定性的分析具有重要的价值。其电功率辨识误差受到《导则》的严格限制。当前的误差算法受人为判断的影响较大且数据处理效率低，亟需改进。本申请实施例采用多项式拟合算法及稳态检测方法完成了汽轮机调速系统参数辨识结果(电功率阶跃响应)的误差分析与计算。该方法避免传统手动标点法中人为判断的影响，使得计算结果更科学、可靠。并且本发明的计算过程迅速，计算结果准确，满足《导则》要求。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例所述。由于汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置解决问题的原理与汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法相似，因此汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置的实施可以参见基于软件性能基准确定方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
一实施例中，参见图11，为了能够确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，本申请提供一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，包括：峰值时间确定单元1101、阶跃稳态判定单元1102及辨识误差确定单元1103。
峰值时间确定单元1101，用于根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
阶跃稳态判定单元1102，用于根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
辨识误差确定单元1103，用于根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
一实施例中，参见图12，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述峰值时间确定单元1101，包括：
仿真峰值时间确定模块1201，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
实测峰值时间确定模块1202，用于根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
一实施例中，参见图13，所述仿真峰值时间确定模块1201，包括：
仿真矩阵构建子模块1301，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵；
仿真系数求解子模块1302，用于根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数；
仿真峰值时间确定子模块1303，用于求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间。
一实施例中，参见图14，所述实测峰值时间确定模块1202，包括：实测矩阵构建子模块1401、实测系数求解子模块1402及实测峰值时间确定子模块1403。
实测矩阵构建子模块1401，用于根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵；
实测系数求解子模块1402，用于根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数；
实测峰值时间确定子模块1403，用于求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
一实施例中，参见图15，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述阶跃稳态判定单元1102，包括：
仿真导数序列求解模块1501，用于求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
仿真导数稳定阈值判断模块1502，用于根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
仿真阶跃稳态判定模块1503，用于根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
一实施例中，参见图16，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述阶跃稳态判定单元1102，包括：
实测导数序列求解模块1601，用于求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
实测导数稳定阈值判断模块1602，用于根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
实测阶跃稳态判定模块1603，用于根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
一实施例中，参见图17，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述辨识误差确定单元1103，包括：峰值时间误差生成模块1701、出力增量误差生成模块1702及调节时间误差生成模块1703。
峰值时间误差生成模块1701，用于根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
出力增量误差生成模块1702，用于根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
调节时间误差生成模块1703，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
一实施例中，参见图18，所述峰值时间误差生成模块1701，包括：仿真峰值时间生成子模块1801、实测峰值时间生成子模块1802及峰值时间误差生成子模块1803。
仿真峰值时间生成子模块1801，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
实测峰值时间生成子模块1802，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
峰值时间误差生成子模块1803，用于根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
一实施例中，参见图19，所述出力增量误差生成模块1702，包括：仿真出力增量生成子模块1901、实测出力增量生成子模块1902及出力增量误差生成子模块1903。
仿真出力增量生成子模块1901，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
实测出力增量生成子模块1902，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
出力增量误差生成子模块1903，用于根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
一实施例中，参见图20，所述调节时间误差生成模块1703，包括：
功率阶跃量确定子模块2001，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
最大值点确定子模块2002，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
调节时间误差生成子模块2003，用于根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
从硬件层面来说，为了能够确定汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，本申请提供一种用于实现所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例，所述电子设备具体包含有如下内容：
处理器(Processor)、存储器(Memory)、通讯接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通讯接口通过所述总线完成相互间的通讯；所述通讯接口用于实现所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置与核心业务系统、用户终端以及相关数据库等相关设备之间的信息传输；该逻辑控制器可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该逻辑控制器可以参照实施例中的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的实施例，以及汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。
可以理解的是，所述用户终端可以包括智能手机、平板电子设备、网络机顶盒、便携式计算机、台式电脑、个人数字助理(PDA)、车载设备、智能穿戴设备等。其中，所述智能穿戴设备可以包括智能眼镜、智能手表、智能手环等。
在实际应用中，汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的部分可以在如上述内容所述的电子设备侧执行，也可以所有的操作都在所述客户端设备中完成。具体可以根据所述客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本申请对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备中完成，所述客户端设备还可以包括处理器。
上述的客户端设备可以具有通讯模块(即通讯单元)，可以与远程的服务器进行通讯连接，实现与所述服务器的数据传输。所述服务器可以包括任务调度中心一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器，例如与任务调度中心服务器有通讯链接的第三方服务器平台的服务器。所述的服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。
图21为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。如图21所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图21是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
一实施例中，汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法功能可以被集成到中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：
S101：根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
S102：根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
S103：根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够采用多项式拟合方法及稳态检测方法实现汽轮机调速系统电功率阶跃响应的电功率阶跃响应仿真误差的自动计算，避免了传统手动标点法中人为判断的影响，使得计算结果更科学可靠。
在另一个实施方式中，汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将数据复合传输装置汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的功能。
如图21所示，该电子设备9600还可以包括：通讯模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图21中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图21中没有示出的部件，可以参考现有技术。
如图21所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。
其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。
该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。
存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通讯功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
通讯模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通讯模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通讯终端的情况相同。
基于不同的通讯技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通讯模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通讯模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的执行主体为服务器或客户端的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的执行主体为服务器或客户端的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
S101：根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
S102：根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
S103：根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
从上述描述可知，本申请提供的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，能够采用多项式拟合方法及稳态检测方法实现汽轮机调速系统电功率阶跃响应的电功率阶跃响应仿真误差的自动计算，避免了传统手动标点法中人为判断的影响，使得计算结果更科学可靠。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (23)

1.一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，包括：
根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，以判断满足辨识误差要求的仿真辨识结果。
2.根据权利要求1所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
3.根据权利要求2所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵；
根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数；
求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间。
4.根据权利要求2所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间，包括：
根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵；
根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数；
求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
5.根据权利要求1所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间，包括：
求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
6.根据权利要求5所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间，包括：
求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
7.根据权利要求6所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差，包括：
根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
8.根据权利要求7所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差，包括：
根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
9.根据权利要求7所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差，包括：
根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
10.根据权利要求7所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差，包括：
根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
11.一种汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，包括：
峰值时间确定单元，用于根据汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数样本对预设的样本多项式进行拟合，得到对应的峰值功率到达时间；
阶跃稳态判定单元，用于根据拟合的样本多项式及历史样本确定所述参数样本的起始阶跃时间及稳态进入时间；
辨识误差确定单元，用于根据所述峰值功率到达时间、所述起始阶跃时间及稳态进入时间确定所述汽轮机调速系统电功率阶跃响应的参数辨识误差。
12.根据权利要求11所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述参数样本包括：仿真样本及实测样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式及实测样本多项式；所述峰值时间确定单元，包括：
仿真峰值时间确定模块，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率对所述仿真样本多项式进行拟合，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间；
实测峰值时间确定模块，用于根据所述实测样本对应的时间及功率对所述实测样本多项式进行拟合，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
13.根据权利要求12所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述仿真峰值时间确定模块，包括：
仿真矩阵构建子模块，用于根据所述仿真样本对应的时间及功率构建仿真关系矩阵；
仿真系数求解子模块，用于根据所述仿真关系矩阵求解所述仿真样本多项式的仿真系数；
仿真峰值时间确定子模块，用于求解确定所述仿真系数后的仿真样本多项式的正解实数根，得到所述仿真样本对应的峰值功率到达时间。
14.根据权利要求12所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述实测峰值时间确定模块，包括：
实测矩阵构建子模块，用于根据所述实测样本对应的时间及功率构建实测关系矩阵；
实测系数求解子模块，用于根据所述实测关系矩阵求解所述实测样本多项式的实测系数；
实测峰值时间确定子模块，用于求解确定所述实测系数后的实测样本多项式的正解实数根，得到所述实测样本对应的峰值功率到达时间。
15.根据权利要求11所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述参数样本包括：仿真样本；所述样本多项式包括：仿真样本多项式；所述历史样本包括：历史仿真样本；所述阶跃稳态判定单元，包括：
仿真导数序列求解模块，用于求解所述仿真样本多项式在仿真采样点处的仿真一阶导数序列及仿真二阶导数序列；
仿真导数稳定阈值判断模块，用于根据所述仿真一阶导数序列及所述仿真二阶导数序列分别确定仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值；
仿真阶跃稳态判定模块，用于根据所述仿真一阶导数稳定阈值及仿真二阶导数稳定阈值分别生成所述仿真样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
16.根据权利要求15所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述参数样本包括：实测样本；所述样本多项式包括：实测样本多项式；所述历史样本包括：历史实测样本；所述阶跃稳态判定单元，包括：
实测导数序列求解模块，用于求解所述实测样本多项式在实测采样点处的实测一阶导数序列及实测二阶导数序列；
实测导数稳定阈值判断模块，用于根据所述实测一阶导数序列及所述实测二阶导数序列分别确定实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值；
实测阶跃稳态判定模块，用于根据所述实测一阶导数稳定阈值及实测二阶导数稳定阈值分别生成所述实测样本的起始阶跃时间及稳态进入时间。
17.根据权利要求16所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述参数辨识误差包括：汽轮机高压缸峰值时间误差、汽轮机高压缸最大出力增量误差及功率阶跃调节时间误差；所述辨识误差确定单元，包括：
峰值时间误差生成模块，用于根据所述峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差；
出力增量误差生成模块，用于根据所述峰值功率到达时间对应的功率及所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差；
调节时间误差生成模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定所述功率阶跃调节时间误差。
18.根据权利要求17所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述峰值时间误差生成模块，包括：
仿真峰值时间生成子模块，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述仿真样本对应的汽轮机高压缸峰值仿真时间；
实测峰值时间生成子模块，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间及所述起始阶跃时间生成所述实测样本对应的汽轮机高压缸峰值实测时间；
峰值时间误差生成子模块，用于根据时间误差阈值、所述汽轮机高压缸峰值仿真时间及所述汽轮机高压缸峰值实测时间生成所述汽轮机高压缸峰值时间误差。
19.根据权利要求17所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述出力增量误差生成模块，包括：
仿真出力增量生成子模块，用于根据所述仿真样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述仿真样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量；
实测出力增量生成子模块，用于根据所述实测样本对应的峰值功率到达时间对应的功率及所述实测样本对应的所述起始阶跃时间对应的功率生成所述汽轮机高压缸最大出力实测增量；
出力增量误差生成子模块，用于根据增量误差阈值、所述汽轮机高压缸最大出力仿真增量及所述汽轮机高压缸最大出力实测增量生成所述汽轮机高压缸最大出力增量误差。
20.根据权利要求17所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析装置，其特征在于，所述调节时间误差生成模块，包括：
功率阶跃量确定子模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率及所述稳态进入时间对应的功率计算功率阶跃量；
最大值点确定子模块，用于根据所述起始阶跃时间对应的功率、所述仿真样本的仿真功率阶跃量、所述起始阶跃时间及所述稳态进入时间确定最大值点对应时间；
调节时间误差生成子模块，用于根据所述最大值点对应时间及所述起始阶跃时间得到功率阶跃调节时间。
21.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至10任一项所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10任一项所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
23.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至10任一项所述的汽轮机调速系统电功率阶跃响应仿真辨识误差的分析方法的步骤。
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