一种折线型低励限制器的参数辨识方法技术

本发明专利技术提供一种折线型低励限制器的参数辨识方法，包括对动作环节参数的辨识方法：获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率；以所述第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，获得若干条不同斜率的线段；将所有相邻两线段间的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点的坐标，作为所述动作环节参数。本发明专利技术可准确有效地辨识出低励限制器的动作环节参数和控制环节参数，解决了传统的励磁系统参数辨识方法仅适用于励磁系统电压闭环控制功能的适应性差的问题，具有较高的工程实用价值。

A parameter identification method of folded linear low excitation limiter

The present invention provides a method of parameter identification for broken line low excitation limiter, including the identification of action link parameters: second active power generator in the rated voltage of the terminal state of the corresponding and second power; in the second active power and reactive power of a second set of discrete coordinates the obtained a plurality of different slope segments; the intersection of extension line intersection, all two adjacent segments between the first line and the reactive coordinate axis and the coordinates of the intersection of a line and the last active axis, as a parameter of the action link. The invention can effectively and accurately identify the action link parameters and control link parameters of low excitation limiter, solve the excitation system parameter identification method is only applicable to the traditional adaptive excitation system voltage closed-loop control function of the problem of poor, and has high practical value.

【技术实现步骤摘要】
一种折线型低励限制器的参数辨识方法
本专利技术涉及自动化控制
，更具体地，涉及折线型低励限制器的参数辨识方法。
技术介绍
励磁系统作为发电机组的一部分，在保障电网安全稳定方面具有重要作用。目前在电网稳定分析计算中仅考虑励磁系统电压闭环控制功能及电力系统稳定器的影响，而未考虑励磁系统的低励限制器对电网安全稳定的作用，现场运行经验表明：低励限制器对电网稳定性有重要作用。因此，有必要研究低励限制器对电网安全稳定的影响，目前研究电网安全稳定问题的主要方法是电力系统数字仿真，而数字仿真的准确性很大程度上依赖于建模的准确性。对励磁系统的低励限制器进行参数辨识是低励限制器建模的重要环节之一。当前关于励磁系统电压闭环控制模型的参数辨识方法的研究已有大量成果，然而，励磁系统低励限制器参数辨识方法的研究进展十分缓慢。基于上述研究现状，可以考虑将目前较为成熟的励磁系统电压闭环控制模型的参数辨识方法应用于励磁系统低励限制器的参数辨识中。然而，励磁系统低励限制器模型结构与电压闭环控制结构存在一定的差异，主要表现在低励限制器由动作环节、控制环节组成，而电压闭环控制功能仅包含控制环节这一个部分，套用电压闭环控制功能的参数辨识方法将无法准确地辨识出低励限制器模型的参数。低励限制器的动作环节一般采用直线型、折线型及圆型表示无功功率限制曲线，工程实际中最常用的限制器均为折线型低励限制器。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的折线型低励限制器的参数辨识方法。根据本专利技术的一个方面，提供折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，包括对动作环节参数的辨识方法：S1、使低励限制器动作，记录发电机在不同第一有功功率状态下的机端电压和第一无功功率，获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率；S2、以所述第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，依次获得所有相邻两个坐标间的斜率以及所有相邻两个斜率间的差值，设置斜率差阈值，根据所述所有相邻两斜率间的差值与所述斜率差阈值的关系，获得若干条不同斜率的线段；S3、将所有相邻两线段间的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点的坐标，作为所述动作环节参数。优选地，所述获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率的步骤，进一步包括：将不同工况的所述机端电压作为额定电压；根据对应所述额定电压的第一有功功率与所述额定电压的平方的商，获得对应所述额定电压的第二有功功率；根据对于所述的电压的第一无功功率与所述的电压的平方的商，获得对应所述额定电压的第二无功功率。优选地，所述步骤S2包括S2.1、将不同工况的额定电压对应的第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，对于第i个坐标，该坐标的纵坐标为第i个工况下额定电压对应的第二有功功率，横坐标为第i个工况下额定电压对应的第二无功功率；S2.2、依次获得所有相邻两个坐标间的斜率以及所有相邻两个所述斜率间的差值，设置斜率差阈值；S2.3、从第一个斜率和第二个斜率的差值开始判断，若差值小于斜率差阈值，则将两个斜率对应的所有坐标归类于一个集合，反之，则将第一个坐标和第二个坐标归类于第一个集合，将第三个坐标和第四个坐标归类于第二个集合，直至将所有坐标归类于各自的集合中；S2.4、对于任意一个集合，根据该集合中的所有坐标，获得该集合对应线段。优选地，所述步骤S3包括：S3.1、对任意一条线段，根据所述线段上的所有第二有功功率和第二无功功率，获得该线段的斜率和截距；S3.2、根据任意相邻两条线段的斜率和截距，获得所述任意两条相邻线段的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点；S3.3、将任意相邻两线段的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点的坐标，作为所述动作环节参数。优选地，本专利技术的折线型低励限制器的参数辨识方法，还包括对控制环节参数的辨识方法：根据狼群算法获得所述控制环节参数。优选地，所述根据狼群算法获得所述控制环节参数的步骤，具体包括：A1、将低励限制器的控制环节参数分别作为狼所在的位置，设置狼群算法的搜索参数，根据实验和仿真获得的发电机在各时刻输出的无功功率、有功功率和机端电压，获得每只狼的目标函数；A2、选择目标函数最小的若干只狼，根据所述搜索参数更新所述若干只狼的目标函数值和位置；A3、根据所述若干只狼中目标函数值最小的狼召唤狼群中剩余的狼，所述狼群中剩余的狼以所述目标函数值最小的狼的位置对猎物进行攻击同时更新自身的目标函数和位置；A4、从所述狼群中剩余的狼和目标函数值最小的狼中选择当前目标函数值最小的狼，若所述当前目标函数值最小的狼的目标函数值小于阈值或迭代次数满足所述搜索参数，则输出最优解作为所述控制环节参数。优选地，所述根据实验和仿真获得的发电机在各时刻输出的无功功率、有功功率和机端电压，获得每只狼的目标函数包括：通过计算实验与仿真获得的发电机在所有时刻输出的无功功率的差的平方、有功功率的差的平方以及机端电压的差的平方的和，获得每只狼的目标函数。优选地，所述步骤A2包括：选择目标函数最小的L只狼，随机选择h个方向，沿着每个方向，根据所述搜索参数前进一步后再退回；计算前进后的目标函数值，选出所有方向上目标函数值最小的位置xbmin，根据原位置的目标函数值小于所述位置xbmin，则位置更新；当L只狼的前进步数超过最大搜索步数或搜索到的位置的目标函数值没有变动时，停止搜索。优选地，所述步骤A3包括：所述L只狼中目标函数值最小的狼召唤狼群中剩余的狼；对于所述狼群中剩余的狼中的任意一只狼，根据第k次迭代过程中该狼的位置以及所述L只狼中目标函数值最小的狼的位置确定聚集的方向，并根据所述搜索参数中的聚集步长，向所述L只狼中目标函数值最小的狼聚集，直至该狼前进后的目标函数值不小于当前位置的目标函数值时，停止聚集。本申请提出了一种适用于折线型低励限制器的参数辨识方法，可准确有效地辨识出低励限制器的动作环节参数，解决了传统的励磁系统参数辨识方法仅适用于励磁系统电压闭环控制功能的适应性差的问题，具有较高的工程实用价值。附图说明图1为根据本专利技术实施例的折线型低励限制器的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的低励限制器的无功功率限制曲线示意图；图3为根据本专利技术实施例的折线型低励限制器动作环节参数辨识的流程示意图；图4为根据本专利技术实施例的折线型低励限制器控制环节参数辨识的流程示意图；图5为根据本专利技术实施例的折线型低励限制器有功功率的试验数据与仿真数据的对比曲线图；图6为根据本专利技术实施例的折线型低励限制器无功功率的试验数据与仿真数据的对比曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。励磁系统：供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统，一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，包括对动作环节参数的辨识方法：S1、使低励限制器动作，记录发电机在不同第一有功功率状态下的机端电压和第一无功功率，获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率；S2、以所述第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，依次获得所有相邻两个坐标间的斜率以及所有相邻两个斜率间的差值，设置斜率差阈值，根据所述所有相邻两斜率间的差值与所述斜率差阈值的关系，获得若干条不同斜率的线段；S3、将所有相邻两线段间的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点的坐标，作为所述动作环节参数。

【技术特征摘要】
1.一种折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，包括对动作环节参数的辨识方法：S1、使低励限制器动作，记录发电机在不同第一有功功率状态下的机端电压和第一无功功率，获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率；S2、以所述第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，依次获得所有相邻两个坐标间的斜率以及所有相邻两个斜率间的差值，设置斜率差阈值，根据所述所有相邻两斜率间的差值与所述斜率差阈值的关系，获得若干条不同斜率的线段；S3、将所有相邻两线段间的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点的坐标，作为所述动作环节参数。2.如权利要求1所述的折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，所述获得发电机在额定电压为所述机端电压的状态下对应的第二有功功率和第二无功功率的步骤，进一步包括：将不同工况的所述机端电压作为额定电压；根据对应所述额定电压的第一有功功率与所述额定电压的平方的商，获得对应所述额定电压的第二有功功率；根据对于所述的电压的第一无功功率与所述的电压的平方的商，获得对应所述额定电压的第二无功功率。3.如权利要求1所述的折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，所述步骤S2包括S2.1、将不同工况的额定电压对应的第二有功功率和第二无功功率建立离散化的坐标，对于第i个坐标，该坐标的纵坐标为第i个工况下额定电压对应的第二有功功率，横坐标为第i个工况下额定电压对应的第二无功功率；S2.2、依次获得所有相邻两个坐标间的斜率以及所有相邻两个所述斜率间的差值，设置斜率差阈值；S2.3、从第一个斜率和第二个斜率的差值开始判断，若差值小于斜率差阈值，则将两个斜率对应的所有坐标归类于一个集合，反之，则将第一个坐标和第二个坐标归类于第一个集合，将第三个坐标和第四个坐标归类于第二个集合，直至将所有坐标归类于各自的集合中；S2.4、对于任意一个集合，根据该集合中的所有坐标，获得该集合对应线段。4.如权利要求1所述的折线型低励限制器的参数辨识方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S3.1、对任意一条线段，根据所述线段上的所有第二有功功率和第二无功功率，获得该线段的斜率和截距；S3.2、根据任意相邻两条线段的斜率和截距，获得所述任意两条相邻线段的交点、第一条线段的延长线与无功坐标轴的交点以及最后一条线段与有功坐标轴的交点；S3.3、将任意相邻两线段的交点、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪权，刘海峰，周年光，汪锦，姚伟，文劲宇，宋军英，郭思源，李理，熊尚峰，吴晋波，蔡昱华，敖非，李辉，许立强，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11