[发明专利]一种水轮机调节系统参数辨识方法

说明书

本发明涉及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。本发明有很高的参数辨识精度，能快速准确地辨识出水轮机被控系统各环节的参数，且有很少的参数需人工设定，同时该方法比传统的PSO算法有更快的收敛速度和辨识精度，能够广泛应用于水轮发电机组的参数辨识领域。

技术领域

本发明涉及一种水轮机调节系统参数辨识方法，属于水轮机调节系统参数辨识领域。

背景技术

水轮机调节系统是机组控制系统的核心部分，它的性能决定电力系统的安全与稳定。水轮机调节系统参数的设置不当将严重影响水电机组调频功能的发挥。只有很好地掌握系统运行规律，设置合适的参数，才能有效提高水轮机调节系统的控制性能，进而保证电网安全及其运行稳定性。

目前，PSASP，BPA是国内常用的电力系统稳定计算分析软件，但其调速系统模型是基于早期的机械液压型调速器建立的，水轮机调节系统的参数辨识大多局限于IEEE推荐模型的参数实测，与实际相差较大。应用较多的参数辨识方法有频域辨识法、时域辨识法及仿生学智能优化算法。但时域辨识法和频域辨识法所辨识得到的都是整个系统的传递函数的系数，要进一步获得模型中各个子环节的参数值还必须通过数学分解，该过程存在一定误差。而且如果分别辨识各个子环节，会成倍增加工作量。智能优化方法具有强大的目标函数适应能力和理论上的全局优化能力，在水轮机调速系统参数辨识中有广泛的应用。其中，遗传算法需要进行复制、交叉与变异操作，进化速度较慢，易出现早熟收敛，并且其性能对参数有较大的依赖性；粒子群优化算法容易陷入局部最优解，产生早熟现象，且优化性能对参数设置有较大的依赖。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水轮机调节系统参数辨识方法，利用水循环算法实现水轮机调节系统的参数辨识，有效提高了辨识精度和收敛速度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水轮机调节系统参数辨识方法，其包括以下步骤：(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。

进一步的，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。

进一步的，所述步骤(2)中，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的方法，包括以下步骤：

(2.1)确定代价函数计算公式；