[发明专利]一种TCR型无功补偿装置连续时间模型直接辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力供电系统中动态无功补偿装置设计，具体涉及一种TCR型无功补偿装置连续时间模型直接辨识方法。

背景技术

TCR(Thyristor Control Reactor，晶闸管控制电抗器)型无功补偿装置由于其快速的响应特性而在钢铁、冶金等工业电力系统中得到广泛的应用，常规的TCR无功补偿器控制策略往往采用PID控制算法，由于缺少无功补偿器数学模型，设计人员无法利用控制理论知识来通过零极点位置设计、频域分析等方法来获得良好的动静态特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种TCR型无功补偿装置连续时间模型直接辨识方法，为设计人员提供无功补偿装置控制器设计的准确模型。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种TCR型无功补偿装置连续时间模型直接辨识方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、对输入数据、无功补偿装置三相电流和三相电压数据进行采样；

S2、利用瞬时无功功率理论计算无功补偿装置发出的无功功率，将每一时刻采样的输入数据和对应的无功功率数据保存为数据集合；

S3、设计一个低通滤波器对S2步骤得到的输入数据和无功功率数据进行滤波以获得新的输入数据和无功功率数据，将滤波后的新的输入数据和无功功率数据保存为数据集合；

S4、利用最小二乘法针对滤波后的数据集合进行模型参数辨识以获得准确的无功补偿装置连续时间模型。

按上述方案，所述的步骤S1中，令采样频率为f_s，采样周期T_s＝1/f_s；

设计一个信号源作为无功补偿装置电抗值放大系数的发生器，从初始时刻t₀至时刻t_s放大系数从0递增为1，期间令每隔一个采样周期T_s放大系数增大ΔA，保存t₀至t_s之间的放大系数数据为集合u，放大系数数据即为输入数据；

利用样条插值法计算每一个放大系数对应的晶闸管控制角α，并用控制角信号驱动晶闸管进行开通与关断；

在控制角作用于无功补偿器的同时，对无功补偿装置的三相电流i_a、i_b、i_c，及三相电压u_a、u_b、u_c进行采样，采样周期为T_s。

按上述方案，所述的步骤S2中，利用瞬时无功理论计算无功补偿装置的无功功率数据，保存t₀至t_s之间的无功功率数据为集合y；令无功补偿装置连续时间模型为A(s)y(t)＝B(s)u(t)，其中A(s)＝sⁿ+a₁s^n-1+…+a_n-1s+a_n，B(q)＝b₀s^m+b₁s^m-1+b₂s^m-2+…+b_m，s为微分算子，m为无功补偿装置模型零点个数，n为无功补偿装置模型几点个数，m、n为正实数且n＞m，令θ＝[a₁a₂…a_nb₀b₁b₂…b_m]^T为连续时间模型待辨识参数，T表示矩阵的转置运算，a₁、a₂、…、a_n、b₀、b₁、b₂、…、b_m分别为无功补偿装置模型参数，θ为模型参数组成的向量，a₁、a₂、…、a_n、b₀、b₁、b₂、…、b_m均为实数，输出y(t)在集合y中取值，输入u(t)在集合u中取值，且t₀≤t≤t_s；