[发明专利]一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，属于电气工程领域下的电力系统及其自动化专业方向。

背景技术

转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，也是电力系统分析计算中，发电机模型的不可或缺的重要参数之一。转动惯量的准确与否直接影响到发电机仿真计算结果的准确性。因此电网分析人员越来越多地想知道电机转子的转动惯量，以便在电网分析中能够更加真实的仿真电网实际运行情况，确保电网运行安全。

WAMS(广域监测系统)数据具有数据密度大、能够通过本身时标进行断面对齐的特点。每秒25Hz～100Hz的数据为电力系统分析提供的大量数据。WAMS主站系统能够利用WAMS数据捕获到电网系统的扰动时间，记录电网动态运行过程，为电网动态过程下的应用分析提供便利。

鉴于同步发电机转子轴系的复杂性，制造厂很难给出一个比较准确的转动惯量。通常采用甩负荷试验进行测取。但是该方法存在很大的局限性，一方面是转速测量的精度和响应速度达不到要求；另一方面，试验采集仪采用磁带记录或光线示波器，手工画出初始转速飞升速率的切线误差很大且引入人为因素的不确定性。因此本发明提出一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，通过同步发电机转动方程和动态过程中的WAMS进行计算，进而获取发电机的转动惯量。

发明提出实现了发电机运行状态下对转动惯量的辨识过程，

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，本发明能够减少了由于实验造成的额外工作，同时也减少了甩负荷实验性对发电机造成的损耗。本发明根据发电机转子运动方程，以及同步发电机机械功率等特性，联立建立方程组。利用主站采集的WAMS扰动数据为输入，对同步发电机转动惯量进行分析计算，求出发电机转动惯量等参数。

本发明具体采用以下技术方案。

一种基于解析方法的发电机转动惯量在线辨识方法，其特征在于，所述发电机转动惯量辨识方法包括以下步骤：

(1)根据WAMS系统中的电网扰动事件记录选择扰动事件，其中，所选择的扰动事件为扰动时间大于1秒的扰动事件；

(2)根据步骤(1)中识别的扰动事件，读取WAMS系统中发电机组在所述扰动时间内的WAMS数据，具体数据包括：

P_e＝[P_e(t₀),P_e(t₁),P_e(t₂),……,P_e(t_n)]

ω＝[ω(t₀),ω(t₂),ω_e(t₂),……,ω(t_n)]

其中，

P_e为发电机输出电磁功率，P_e(t₀),P_e(t₁),P_e(t₂),……,P_e(t_n)为扰动时间内t₀时刻～t_n时刻的电磁功率；

ω为发电机转速，ω(t₀),ω(t₂),ω_e(t₂),……,ω(t_n)为t₀时刻～t_n时刻的发电机转速；

(3)根据发电机转子运动模型，在电网系统运行的每个时间断面，发电机转速与发电机输入的机械功率、发电机输出的电磁功率之间都存在如下关系：