原動機調速系統參數辨識系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種原動機調速系統參數辨識系統及方法，包括數據處理模塊和參數辨識模塊；所述數據處理模塊，用于讀取原動機調速系統擾動試驗中所需要辨識的輸入輸出數據，將數據進行處理，得到擾動最終的基準點X0和完成點X`，自動截取出擾動基準點X0至完成點X`之間數據作為參數辨識所需的數據；所述參數辨識模塊，用于根據數據處理模塊所自動截取的參數辨識所需的數據，辨識出慣性環節時間常數T。本發明實現了原動機調速系統參數辨識的整個過程，通過實驗的方法，辨識出系統的參數，了解機組的運行狀況，分析系統性能。
【專利說明】原動機調速系統參數辨識系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統原動機調速系統的網級和廠級【技術領域】，涉及一種原動機調速系統參數辨識系統及方法。
【背景技術】
[0002]電能質量與人民的生活，工農業生產息息相關，緊密相連。在我國經濟持續穩健發展的今天，電網負荷不斷增大，特別是沖擊性、非線性負荷的不斷增長，使電網頻率波動，電壓波形畸變，電壓波動、閃變和三相不平衡等電能質量問題日益突出。頻率是評價電能質量的重要指標，頻率超過允許范圍會影響電力系統、發電機組安全運行，影響用戶的安全及企業的經濟效益，更嚴重的波動會造成對電網的嚴重沖擊甚至使電網崩潰。隨著電網中風電、光伏等新能源大規模接入，直流外送功率不斷增大，大容量機組并網發電，電網頻率安全問題愈加凸顯。為進一步提升電網抵御頻率擾動能力，保障電網安全，進行機組一次調頻及參數辯識研究工作，對于提高電網負荷變化時的頻率響應能力，保證電網頻率在允許范圍之內運行，確保高質量的電力供應具有重要意義。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種原動機調速系統參數辨識系統及方法；該系統包括數據處理模塊和參數辨識模塊兩大部分。第一部分是數據處理，計算機讀取出所需要辨識的輸入輸出數據，將數據根據需要進行處理分析，最終得到符合參數辨識模塊要求的數據形式。第二部分是參數辨識，該部分通過參數辨識算法，辨識出系統參數。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]原動機調速系統參數辨識系統，包括數據處理模塊和參數辨識模塊；
[0006]所述數據處理模 塊，用于讀取原動機調速系統擾動試驗中所需要辨識的輸入輸出數據，將數據進行處理，得到擾動最終的基準點Xtl和完成點X'，自動截取出擾動基準點Xtl至完成點X'之間數據作為參數辨識所需的數據；
[0007]所述參數辨識模塊，用于根據數據處理模塊所自動截取的參數辨識所需的數據，辨識出慣性環節時間常數T。
[0008]本發明進一步的改進在于:數據處理模塊對讀取原動機調速系統擾動試驗中所需要辨識的輸入輸出數據進行處理包括以下步驟:
[0009]1.1)、對原動機調速系統待辨識數據進行擾動前、擾動中及擾動后三段濾波，確定待辨識數據擾動開始的基準點Xtl和完成點X’ ；
[0010]1.2)、通過求駐點的方法求得待辨識數據擾動開始的基準點X’ 0和完成點X"；
[0011]1.3)、按照下式確定最終擾動的基準點Xtl和完成點X':
【權利要求】
1.原動機調速系統參數辨識系統，其特征在于，包括數據處理模塊和參數辨識模塊；所述數據處理模塊，用于讀取原動機調速系統擾動試驗中所需要辨識的輸入輸出數據，將數據進行處理，得到擾動最終的基準點Xtl和完成點X'，自動截取出擾動基準點Xtl至完成點X'之間數據作為參數辨識所需的數據； 所述參數辨識模塊，用于根據數據處理模塊所自動截取的參數辨識所需的數據，辨識出慣性環節時間常數T。
2.根據權利要求1所述的原動機調速系統參數辨識系統，其特征在于，數據處理模塊對讀取原動機調速系統擾動試驗中所需要辨識的輸入輸出數據進行處理包括以下步驟:. 1.1)、對原動機調速系統待辨識數據進行擾動前、擾動中及擾動后三段濾波，確定待辨識數據擾動開始的基準點Xtl和完成點X’ ； . 1.2)、通過求駐點的方法求得待辨識數據擾動開始的基準點X’ 0和完成點X"； . 1.3)、按照下式確定最終擾動的基準點Xtl和完成點X':
3.根據權利要求2所述的原動機調速系統參數辨識系統，其特征在于，步驟1.1)的具體步驟為:設原動機調速系統待辨識數據的波動范圍為Ay ;對待辨識數據擾動前的穩定部分進行算術平均濾波，若平均值在波動范圍Ay之內，則用濾波后的平均值代替原有值；若濾波值突然跳變到波動范圍Ay之外，可以確定此點就是待辨識數據變動點，即系統的基準點Xtl;以基準點為新的起點，繼續用平均值且均值在Ay之內的方法，求取待辨識數據擾動過程中的濾波數據，若濾波值突然跳變到波動范圍Ay之外，記此點為X’，該點即為擾動完成點；又以待辨識數據擾動完成點X’為新的起點，對該段待辨識數據再次用算術平均濾波算法進行處理，此部分則為擾動完成后的穩態部分。
4.根據權利要求1所述的原動機調速系統參數辨識系統，其特征在于，參數辨識模塊根據數據處理模塊所自動截取的參數辨識所需的數據，辨識出慣性環節時間常數T的步驟具體如下:. 2.1)、讀取基準點Xtl至完成點X'之間的待辨識數據； . 2.2)、將步驟2.1)讀取的待辨識數據歸一化； . 2.3)、設置搜索空間:在設置待辨識數據尋優空間的時候，截取的用于參數辨識的待辨識數據范圍的2~3倍；. 2.4)、設置待辨識數據尋優步長:待辨識數據尋優步長依據擾動試驗時數據的采樣點數確定，取擾動試驗一個采樣周期的采樣點數的0.25~1.0倍； . 2.5)、在待辨識數據的尋優范圍內將每一個待辨識數據代入尋優計算，計算出與此待辨識數據值對應的尋優系統輸出；. 2.6)、計算每一個尋優系統輸出與實際系統輸出的差的平方； . 2.7)、對一個循環內第2.6)步求和； .2.8)、計算待辨識數據范圍內的每個待辨識數據值對應的第2.7)步的和；. 2.9)、計算第2.8)步的最小值，并計算此值對應的系統待辨識數據T的值。
5.根據權利要求4所述的原動機調速系統參數辨識系統，其特征在于，步驟2.2)中歸一化的方法具體為:將有量綱的表達式經過變換化為無量綱的表達式，成為純量；
具體方法采用下式進行最值歸一化.
6.原動機調速系統參數辨識方法，其特征在于，包括以下步驟: .1.1)、對原動機調速系統待辨識數據進行擾動前、擾動中及擾動后三段濾波，確定待辨識數據擾動開始的基準點X0和完成點X’ ； .1.2)、通過求駐點的方法求得待辨識數據擾動開始的基準點X’ 0和完成點X"； . 1.3)、按照下式確定最終擾動的基準點X0和完成點X':
7.根據權利要求6所述的原動機調速系統參數辨識方法，其特征在于，步驟2.2)中歸一化的方法具體為:將有量綱的表達式經過變換化為無量綱的表達式，成為純量； 具體方法采用下式進行最值歸一化:
8.根據權利要求6所述的原動機調速系統參數辨識方法，其特征在于，步驟1.1)的具體步驟為:設原動機調速系統待辨識數據的波動范圍為Ay ;對待辨識數據擾動前的穩定部分進行算術平均濾波，若平均值在波動范圍Ay之內，則用濾波后的平均值代替原有值；若濾波值突然跳變到波動范圍Ay之外，可以確定此點就是待辨識數據變動點，即系統的基準點Xtl;以基準點為新的起點，繼續用平均值且均值在Ay之內的方法，求取待辨識數據擾動過程中的濾波數據，若濾波值突然跳變到波動范圍Ay之外，記此點為X’，該點即為擾動完成點；又以待辨識數據擾動完成點X’為新的起點，對該段待辨識數據再次用算術平均濾波算法進行處理，此部`分則為擾動完成后的穩態部分。
【文檔編號】G06F17/50GK103631991SQ201310542634
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】吳子豪, 李云, 張燕平, 楊建安, 師鵬, 羅繼峰, 楊新超, 李廣 申請人:國家電網公司, 國網陜西省電力公司電力科學研究院