參數辨識的方法和裝置與流程
本發明涉及電氣技術應用領域，具體而言，涉及一種參數辨識的方法和裝置。
背景技術：
長期以來，差動保護一直是變壓器內部故障的主保護方案，過去和現在有關變壓器差動保護的研究主要集中在如何防止空載變壓器合閘時產生勵磁涌流引起差動保護誤動的問題上，已經提出多種防止勵磁涌流引起差動保護誤動的措施。現投入運行的微機變壓器差動保護裝置大都是利用二次諧波判據來識別勵磁涌流。但是，由于無功補償用的并聯電容或超高壓長輸電線分布電容的存在，使得變壓器發生內部故障時也會產生很大的二次諧波。而且隨著大型變壓器鐵心飽和磁通的下降，使得勵磁涌流的二次諧波含量有時低至10％以下，這一數值低于二次諧波制動比的常取數值15％-17％，從而導致變壓器差動保護誤動。因此，有必要尋求新的制動措施防止變壓器發生涌流時差動保護誤動。
目前，已有依據變壓器在正常運行、勵磁涌流以及外部故障時其結構及某些參數不變,而內部故障時會改變的原理,提出的基于變壓器參數辨識的保護方法,該方法用最小二乘法進行變壓器參數辨識，無需鑒別勵磁涌流。該方法能有效區分內部故障和勵磁涌流、外部故障及正常運行狀態。
考慮到用最小二乘法進行變壓器參數辨識時參數估計容易不穩定，遞推過程將發散，得不到準確的辨識結果。
針對上述由于現有技術中在進行變壓器參數辨識時產生的不穩定的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現要素：
本發明實施例提供了一種參數辨識的方法和裝置，以至少解決由于現有技術中在進行變壓器參數辨識時產生的不穩定的技術問題。
根據本發明實施例的一個方面，提供了一種參數辨識的方法，包括：采集變壓器兩側的輸入量；依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
可選的，輸入量包括：電壓值和電流值。
可選的，依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值包括：依據輸入量中的電壓值和電流值進行計算，得到系數矩陣；依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
進一步地，可選的，依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值包括：通過平方根濾波法中的公式群實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值，其中，公式群包括：
βN+1＝ρ+fTN+1fN+1
SN+1＝[βN+1]1/2SN
其中，θ為漏感值的參數向量，為輸入輸出觀測向量，ρ為系數。
根據本發明實施例的另一方面，還提供了一種參數辨識的裝置，包括：采集模塊，用于采集變壓器兩側的輸入量；計算模塊，用于依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
可選的，輸入量包括：電壓值和電流值。
可選的，計算模塊包括：第一計算單元，用于依據輸入量中的電壓值和電流值進行計算，得到系數矩陣；第二計算單元，用于依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
進一步地，可選的，第二計算單元包括：計算子單元，用于通過平方根濾波法中的公式群實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值，其中，公式群包括：
βN+1＝ρ+fTN+1fN+1
SN+1＝[βN+1]1/2SN
其中，θ為漏感值的參數向量，為輸入輸出觀測向量，ρ為系數。
在本發明實施例中，通過采集變壓器兩側的輸入量；依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值，達到了提升變壓器參數識別效率的目的，從而實現了穩定辨識變壓器參數的技術效果，進而解決了由于現有技術中在進行變壓器參數辨識時產生的不穩定的技術問題。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1是根據本發明實施例的參數辨識的方法的流程示意圖；
圖2是根據本發明實施例的參數辨識的裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。
需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
實施例一
根據本發明實施例，提供了一種參數辨識的方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
圖1是根據本發明實施例的參數辨識的方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：
步驟S102，采集變壓器兩側的輸入量；
步驟S104，依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
本申請實施例提供的參數辨識的方法中，通過采集變壓器兩側的輸入量；依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值，達到了提升變壓器參數識別效率的目的，從而實現了穩定辨識變壓器參數的技術效果，進而解決了由于現有技術中在進行變壓器參數辨識時產生的不穩定的技術問題。
可選的，輸入量包括：電壓值和電流值。
可選的，步驟S104中依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值包括：
Step1，依據輸入量中的電壓值和電流值進行計算，得到系數矩陣；
Step2，依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
進一步地，可選的，步驟S104中的Step2中依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值包括：
步驟A，通過平方根濾波法中的公式群實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值，其中，公式群包括：
βN+1＝ρ+fTN+1fN+1
SN+1＝[βN+1]1/2SN
其中，θ為漏感值的參數向量，為輸入輸出觀測向量，ρ為系數。
綜上，本申請實施例提供的參數辨識的方法具體如下：利用平方根濾波法進行變壓器漏感參數的辨識，根據辨識結果可以區分出變壓器為內部故障或其他非故障狀態。文中分別列出了單相變壓器和三相變壓器的辨識方法。
在正常運行、外部故障及涌流狀態下,變壓器繞組的匝數和漏磁通所經過磁路均未發生變化,變壓器繞組的漏感亦不會發生變化；然而變壓器繞組發生單相接地故障、各相繞組之間發生相間短路或單相繞組部分線匝之間發生匝間短路時,繞組電流通過的繞組匝數會發生變化,漏電感定會發生變化。基于變壓器繞組漏感在正常運行、外部故障及涌流時不發生變化,而在變壓器內部故障時要發生變化這一特性,可把變壓器繞組的漏感值是否發生變化作為區分變壓器內部故障與其它非故障狀態的判據。
變壓器銘牌參數一般只標識短路損耗p及短路電抗xk,并不提供各側繞組的電阻及漏感值，因此方便準確地獲得以上參數就成為參數辨識法的關鍵。一般大型變壓器繞組的電阻很小，可以通過電橋法現場測量，從而各側繞組的漏感參數成為影響保護靈敏度的主要參數。
本申請實施例提供的參數辨識的方法采用正常情況下的原副邊回路平衡方程，即式(1)和(2)的關系，把變壓器兩側電流、電壓作為輸入量，電阻作為已知量，兩端繞組的漏感值作為待辨識的參數，選用平方根濾波法進行在線實時辨識，以提高保護算法的靈敏度。
對于單相變壓器在正常運行、涌流及外部故障情況下，互感磁通項Φm應該相等，由此得到原、副邊繞組回路平衡方程為式(1)，而在變壓器內部故障情況下不滿足式1。
電力系統多采用的是Yn/△連接的三相變壓器，正常情況、涌流及外部故障情況應滿足(2)式，在內部故障情況下，(2)式不滿足。
1、最小二乘算法
當選用最小二乘參數估計的遞推算法(RLS)對變壓器繞組各側漏感值進行實時在線估時，對于模型中的θ進行估計的算法如(3)式，其中為輸入-輸出觀測向量，θ為未知參數向量。
式(3)中為對θ的估計，θ為變壓器繞組參數r,L(其中r為已知量，L為待辨識值)；為系數矩陣，利用采樣值u,i可以得到；K和P均為迭代矩陣。利用Matlab語言編制RLS算法的仿真程序。考慮到變壓器保護所要求的快速性,參數初始值θ(0)可取變壓器出廠實驗所得的參數,迭代矩陣P的初始值選擇方法為P(0)＝α2I，其中α為充分大的實數，I為單位矩陣。分析表明如果P非負定，就能保證參數估計的穩定與收斂，否則參數估計就不穩定，從而影響遞推過程，得不到準確的辨識結果。
2、平方根濾波算法
為克服參數辨識中數值可能發散的問題，本文采用平方根濾波算法對參數進行辨識。算法如下：
βN+1＝ρ+fTN+1fN+1
SN+1＝[βN+1]1/2SN
在最小二乘算法中，實時修正的是PN，若PN正定則迭代收斂。平方根濾波算法在迭代過程中，實時修正的是SN而不是PN，使得PN＝SNSTN，其中SN為PN的平方根，這樣就能保證PN的非負定，使遞推過程快速收斂。
本申請實施例提供的參數辨識的方法利用平方根濾波法進行變壓器漏感參數的辨識，根據辨識結果可以區分出變壓器為內部故障或其他非故障狀態。分別列出了單相變壓器和三相變壓器的辨識方法。與傳統的最小二乘辨識法相比，本方法計算速度快、計算量小、數值穩定性好、可以連續計算。所以，基于平方根濾波的變壓器參數辨識法作為變壓器保護的判據，能有效的區分出變壓器的故障與非故障狀態。保護能在故障后半個周波內迅速判別，有良好的靈敏性和速動性。另外，由于該方法僅利用變壓器的物理參數作為保護動作的判據，避免了其他方法較為復雜的整定計算和閉鎖條件，因而使用方便。
實施例二
根據本發明實施例的另一方面，還提供了一種參數辨識的裝置，圖2是根據本發明實施例的參數辨識的裝置的結構示意圖，如圖2所示，包括：
采集模塊22，用于采集變壓器兩側的輸入量；計算模塊24，用于依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
本申請實施例提供的參數辨識的裝置中，通過采集變壓器兩側的輸入量；依據輸入量通過平方根濾波法計算變壓器兩側的繞組的漏感值，達到了提升變壓器參數識別效率的目的，從而實現了穩定辨識變壓器參數的技術效果，進而解決了由于現有技術中在進行變壓器參數辨識時產生的不穩定的技術問題。
可選的，輸入量包括：電壓值和電流值。
可選的，計算模塊24包括：第一計算單元，用于依據輸入量中的電壓值和電流值進行計算，得到系數矩陣；第二計算單元，用于依據變壓器的繞組參數和系數矩陣，通過平方根濾波法實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值。
進一步地，可選的，第二計算單元包括：計算子單元，用于通過平方根濾波法中的公式群實時計算變壓器兩側的繞組的漏感值，其中，公式群包括：
βN+1＝ρ+fTN+1fN+1
SN+1＝[βN+1]1/2SN
其中，θ為漏感值的參數向量，為輸入輸出觀測向量，ρ為系數。
上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
在本發明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的技術內容，可通過其它的方式實現。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可為個人計算機、服務器或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
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