[发明专利]基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法及装置，方法步骤包括：向水轮机调速器输入激励信号控制水轮机导叶开度，分别采集激励信号的频率、水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率；通过线性水轮机模型建立水电机组原动机的自回归滑动平均模型；通过采集得到的水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率获取自回归滑动平均模型的三个参数的估计方程；求出自回归滑动平均模型的三个参数的值；计算水轮机模型参数的值；装置包括方法对应的多个程序模块。本发明保留了传统辨识方法易于应用的优点、引入的自回归滑动平均模型方法克服了原有方法的局限性，对于水轮机模型参数辨识更加实用、更加有效。

技术领域

本发明涉及电力系统建模技术，具体涉及一种基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法及装置。

背景技术

水轮发电机组是电力系统的基本电源之一，水轮发电机组数学模型的准确性。直接影响含水轮发电机组电力系统模型相应结果的准确性。由于水轮机形式的多样，不同电站水轮机特性差异很大，并且水轮机模型具有强非线性，宽运行范围，并且缺少有效的实用水轮机模型参数辨识方法，使得水轮机参数辨识研究工作在1990年全国电网会议上被列为急需解决的课题至今，并仍在进行之中。

在参数辨识领域，传统的辨识方法主要为最小二乘参数辨识及其改进形式与极大似然参数辨识及其改进形式；但是该两种方法对模型的输入信号类型和噪声敏感，且对非线性系统辨识效果有限。而对于GA，遗传算法，蚁群等生物启发式参数辨识方法，由于其要求对算法的各项参数进行基于经验的设置与调试，以及整个系统模型的复杂化，使得其在工程应用领域应用较少，而应用较多的仍是传统辨识方法。基于对工程实际以及传统辨识方法局限性的考虑，提出一种保留传统辨识方法易于应用的优点并能克服原有方法局限性的水轮机组模型辨识方法对于水轮机模型参数辨识工作具有重大的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种保留了传统辨识方法易于应用的优点、引入的自回归滑动平均模型方法克服了原有方法的局限性，对于水轮机模型参数辨识更加实用、更加有效的基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法，步骤包括：

1)向水轮机调速器输入激励信号，在激励信号的作用下水轮机调速器控制水轮机导叶开度发生变化，进而引起水轮发电机组的机组功率发生相应的变化；

2)采集激励信号的频率、水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率三组数据；

3)通过线性水轮机模型建立水电机组原动机的自回归滑动平均模型；

4)针对水电机组原动机的自回归滑动平均模型，通过采集得到的水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率获取自回归滑动平均模型的三个参数a、b、c的估计方程；

5)根据所述估计方程的三个参数a、b、c估计方程求出自回归滑动平均模型的三个参数a、b、c的值；

6)根据所述估计方程的三个参数a、b、c的值计算e_y、e、e_qh三个水轮机模型参数的值，其中e_y为力矩—开度，e_qh为水头的传递系数，e＝e_qh(e_h/e_y)-e_qh，e_h为力矩—水头传递系数，e_qy为水轮机流量对导叶开度。

优选地，步骤1)中向水轮机调速器输入的激励信号为阶跃信号或者斜坡信号。

优选地，步骤3)中的线性水轮机模型如式(1)所示；