[发明专利]一种水轮机调节系统参数辨识方法

权利要求书

1.一种水轮机调节系统参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)根据所要辨识的水轮发电机组调速系统建立同步电机模型，并通过现场试验获取所要辨识的水轮发电机组调速系统在各种扰动量输入情况下的实际输出量；

(2)采用水循环算法，基于建立的水轮发电机组调速系统的仿真系统模型和获取的各种扰动输入量和实际输出量，对水轮发电机机组调速系统进行参数辨识，得到水轮发电机组调速系统的参数辨识结果；

具体的，包括以下步骤：

(2.1)确定代价函数计算公式；

(2.2)设定水循环算法控制参数，包括降雨层个数N_pop，河流和海洋总数N_sr，极小值初始值d_max和最大迭水循环算法代次数T，优化参数个数N_var＝4；

(2.3)根据确定的各所要辨识参数的辨识范围，随机生成初始种群，并形成初始溪流、河流和海洋；

(2.4)将溪流种群划分为多个溪流层作为仿真系统的模型参数输入到仿真系统模型，以实际系统的各种扰动量作为仿真系统模型的输入信号，得到仿真系统模型的仿真输出量结果，基于得到的仿真输出量结果和实际系统的输出量，计算每个溪流层的代价函数值J_i；

(2.5)比较每个溪流层代价函数值的大小，选择最小的代价函数值J_i对应的溪流层作为大海，选择N_河个次小的代价函数值J_i对应的溪流层作为河流，确定流向指定河流和大海的溪流个数；

(2.6)分别对溪流流向河流的位置、溪流流向海洋的位置以及河流流向海洋的位置进行更新，并根据更新后每个溪流、河流、海洋的代价函数值进行位置对换；

(2.7)判断是否满足蒸发条件，如果满足则进入降雨过程即步骤(2.8)，否则进入步骤(2.9)；

(2.8)根据河流和溪流是否足够接近海洋，采用不同的方式进行降雨过程，形成新的降水；

(2.9)对当前次迭代的极小值进行更新；

(2.10)以迭代次数达到最大迭代次数来结束算法寻优，若满足，则迭代结束，输出水轮机调节系统参数辨识的最优结果；否则，返回步骤(2.6)，直到迭代结束。

2.如权利要求1所述的一种水轮机调节系统参数辨识方法，其特征在于：所述步骤(1)中，根据所要辨识的水轮发电机组调速系统建立同步电机模型，并通过现场试验获取所要辨识的水轮发电机组调速系统在各种扰动量输入情况下的实际输出量的方法，包括以下步骤：

(1.1)分析所要辨识的水轮发电机组调速系统，建立符合实际情况的同步电机模型作为仿真系统；所述仿真系统包括所要辨识的全部参数以及各所要辨识参数的辨识范围，其中，所要辨识参数包括电液随动系统时间常数T_y、水轮机引水系统惯性时间常数T_w、发电机惯性时间参数T_a及发电机参数e_n，所要辨识参数的辨识范围根据厂家提供参数或经验值确定；

(1.2)通过现场试验获取所要辨识的水轮发电机组调速系统在各种扰动量输入情况下的动态特性，得到各扰动量对应的输出量数据。

3.如权利要求1所述的一种水轮机调节系统参数辨识方法，其特征在于：所述步骤(2.6)中，分别对溪流流向河流的位置、溪流流向海洋的位置以及河流流向海洋的位置进行更新，并根据更新后每个溪流、河流、海洋的代价函数值进行位置对换的方法，包括以下步骤：

(2.6.1)分别对溪流流向河流的位置和溪流流向海洋的位置进行更新；

(2.6.2)将溪流新的位置作为系统参数分别输入到仿真系统，以实际系统的扰动量作为仿真系统的输入信号，得到仿真系统的仿真输出量结果，基于得到的仿真输出量结果和实际系统的输出量，计算每个溪流的代价函数值：若溪流的代价函数小于河流的代价函数，则河流和溪流的位置对换；若溪流的代价函数小于大海的代价函数，则海洋和溪流的位置对换；

(2.6.3)更新河流流向海洋的位置；

(2.6.4)将河流新的位置作为系统参数输入到仿真系统，以实际系统的扰动量作为仿真系统的输入信号，得到仿真系统的仿真输出量结果，基于得到的仿真输出量结果和实际系统的输出量，计算每个河流的代价函数值；若河流的代价函数值小于海洋的代价函数值，则海洋和河流的位置对换。