发电机励磁系统建模与参数辨识综述

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基于相关辨识法的发电机励磁系统参数辨识

基于相关辨识法的发电机励磁系统参数辨识

基于相关辨识法的发电机励磁系统参数辨识
郭睿;王修庞;郭珊珊;张亚娟
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2008(036)005
【摘要】励磁系统参数辨识是电力系统四大参教辨识之一,其准确性对于电力系统运行控制与仿真具有极其重要的意义.文章给出了相关辨识法估计励磁系统线性环节参数的详细步骤.在Matlab/Simulink中构造待辨识的励磁系统模型,利用程序产生M序列伪随机信号并加入待辨识系统中进行参数辨识,比较了不同噪声幅值情况下的辨识结果,证明了在输入信号满足一定条件情况下,相关辨识法在励磁系统参数估计中的有效性.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】郭睿;王修庞;郭珊珊;张亚娟
【作者单位】华北电力大学电气工程学院,北京,102206;南阳供电公司,河南,南阳,473000;南阳供电公司,河南,南阳,473000;南阳供电公司,河南,南阳,473000【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.基于PSASP的发电机励磁系统建模与参数辨识 [J], 李名文;焦彦军;唐宝锋;贾文超;赵永福
2.基于APSO算法的发电机励磁系统参数辨识 [J], 李天云;姜志国;袁金腾;安博
3.基于遗传算法的发电机励磁系统模型参数辨识 [J], 高晨;杨再欣;王蕴敏;王江萍
4.基于在线数据的发电机励磁系统参数辨识新方法 [J], 金冬鸣;苑开波
5.基于改进灰狼算法的发电机励磁系统参数辨识算法 [J], 刘亨铭;曹路
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发电机励磁系统的参数辨识与等效建模

发电机励磁系统的参数辨识与等效建模

2011-12-25
河海大学 能源与电气学院 孙黎霞实验室
5
3.1.1系统辨识的定义 系统辨识的定义
系统辨识定义: 系统辨识定义: 定义一(Zadeh 1962)——辨识是指在输入输出数据的基础 定义一 辨识是指在输入输出数据的基础 从给定的一组模型中确定一个与所测系统等价的模型。 上,从给定的一组模型中确定一个与所测系统等价的模型。 定义二(L.Ljung 1978)——辨识即是按规定准则在一类模 定义二 辨识即是按规定准则在一类模 型中选择一个与数据拟合得最好的模型。 型中选择一个与数据拟合得最好的模型。
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图3.3 发电机励磁系统调节原理框图
2011-12-25
河海大学 能源与电气学院 孙黎霞实验室
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3.2.1励磁调节器(AVR)数学模型(一) 励磁调节器( )数学模型( 励磁调节器
目前, 目前,我国电力系统中应用的励磁调节器基本上有 三种类型:电磁型的电压校正器、相位复式励磁调 三种类型:电磁型的电压校正器、 节器及晶体管型可控硅励磁调节器。 节器及晶体管型可控硅励磁调节器。前两种已属淘 汰之列, 汰之列,在此主要介绍可控硅励磁调节器的数学模 型。 可控硅励磁调节器由量测补偿调差、综合放大、 可控硅励磁调节器由量测补偿调差、综合放大、移 相触发、 相触发、可控硅输出及转子电压软反馈等单元组成 。
2011-12-25
河海大学 能源与电气学院 孙黎霞实验室
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3.2.1励磁调节器(AVR)数学模型(二) 励磁调节器( )数学模型( 励磁调节器
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励磁参数辨识试验方案概要

励磁参数辨识试验方案概要

技术报告项目名称:#3机励磁系统模型参数现场测试试验方案委托单位:大唐国际龙马电站云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院二○○七年六月工作人员:编写:校核:审定:批准:目录励磁系统模型参数现场测试试验组织措施 (1)1 概述 (1)2 发电机励磁系统设备参数及试验准备工作 (1)2.1 发电机规范 (1)2.2 励磁变压器规范 (2)2.3 PT、CT值 (2)2.4 试验准备工作 (2)2.5 试验使用仪器 (3)2.6 录波量测点配置 (3)3 励磁系统数学模型测辨 (3)3.1 PID和PSS数学模型测辨静态试验 (4)3.1.1 A VR及PSS模型 (4)3.1.2 PID和PSS模型频谱分析辨识 (4)3.1.3 PID模型静态时域分析辨识..................................................................错误!未定义书签。

3.2.1发电机空载特性试验 (7)3.2.2发电机空载时间常数试验 (7)3.2.3 A VR比例放大倍数测量 (8)3.2.4 20%大干扰阶跃试验 (8)3.2.5 发电机空载5%—10%小干扰阶跃响应试验 (9)3.3 发电机负载时动态试验 (9)3.3.1 调差极性校核 (9)3.3.2 调差系数校核 (10)3.3.3 静差率校核 (10)4 安全措施及安全注意事项 (10)励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调:试验总指挥:试验副总指挥:当值值长安全负责:现场协调:工作负责人:技术负责:试验人员:电力试验研究院人员运行当值人员继保班人员试验设备:频谱分析仪、WFLC电量记录分析仪,三相继电保护测试仪。

1 概述发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定性都有显著的影响。

在电力系统稳定计算中采用不同的励磁系统模型和参数,其计算结果会产生较大的差异。

因此需要能正确反映实际运行设备运行状态的数学模型和参数,使得计算结果真实可靠。

一种发电机励磁系统模型参数可辨识性分析方法

一种发电机励磁系统模型参数可辨识性分析方法

一种发电机励磁系统模型参数可辨识性分析方法杜治;马蕊;梁易乐;姚伟;彭昌勇;徐敬友;杨东骏;劲宇【摘要】The method, which uses the experimental data to identify and obtain the parameters of the excitation system model, is widely used in the power systems. Although the model parameters obtained by parameter identification method can properly fit experimental data, the identification results of some parameters may be unstable. Therefore, this paper proposes a conception called sub-frequency domain sensitivity, which can provide a reliable index to assess whether the model parameters are easy to identify or not for a nonlinear system. Based on this conception, a new algorithm of parameter identification is proposed. In this algorithm, the existence of relevant parameters is judged by establishing the time domain sensitivity array of parameters at first, then the identified parameters are divided into two categories: well-conditioned and ill-conditioned parameters. Based on the original ill-parameter group, evaluation representatives of the parameters are readjusted according to the sub-frequency domain sensitivity of parameters, finally, a“divide andrule”strategy is used to identify parameters. Case study is undertaken based on the IEEE ST2A type excitation system. Analysis results reveal that the proposed method can improve the accuracy and stability of parameter identification results in comparison with the traditional identification method based on time domain sensitivity.%根据现场试验数据通过辨识算法辨识得到励磁系统模型参数是一种电力系统中广泛使用的励磁建模方法。

励磁系统参数实测与建模综合实验指导书

励磁系统参数实测与建模综合实验指导书

励磁系统参数实测与仿真建模综合实验指导书徐俊华李啸骢编广西大学电气工程学院电力系统动模—数模一体化仿真实验室目录第一章前言 (1)第二章励磁系统参数实测试验 (2)2.1设备参数 (2)2.1.1 模拟水轮发电机组参数 (2)2.1.2 励磁变压器参数 (3)2.1.3 PT、CT及转子分流器参数 (3)2.1.4 A VR参数 (3)2.2励磁系统参数实测试验 (4)2.2.1 发电机空载特性试验 (4)2.2.2 发电机空载时间常数Tdo’测试 (4)2.2.3 励磁系统开环放大倍数测试 (5)2.2.4 小阶跃响应试验 (5)2.2.5 大阶跃响应试验 (5)第三章试验结果分析 (6)3.1确定发电机励磁回路基值及饱和系数 (6)3.2调节器最大内部电压V AMAX和最小内部电压V AMIN (7)3.3换相电抗的整流器负载因子K C(标幺值) (7)3.4可控硅整流器的最大/最小触发角计算 (7)3.5最大输出电压V RMAX和最小输出电压V RMIN (7)3.6发电机电压测量环节等值时间常数 (8)第四章BPA仿真建模及小干扰校核 (8)4.1BPA仿真建模 (8)4.2励磁系统模型小干扰校核 (9)参考文献 (10)第一章 前言发电机励磁控制对于电力系统的稳定性起着重要的作用,在研究分析电力系统稳定性时需要掌握励磁控制系统的特性及参数,并建立准确可信的模型。

以往计算常常将电力系统暂态过程中励磁系统的作用简化维持暂态电动势不变,不计及励磁系统的具体模型参数,即采用qE '恒定的模型。

许多研究报告已指出,对于快速励磁系统,采用q E '恒定的模型将导致计算结果偏保守,对于常规三机励磁系统则偏冒进。

早在上世纪60 年代末IEEE 就提出了励磁系统的数学模型,并先后作了三次更新,我国在90 年代初提出了稳定计算用的励磁系统模型,并一直在进行改进。

随着全国联网工程的实施,互联电网的动态稳定性及电压稳定性问题越来越突出,电力系统四大元件(发电机、励磁系统、调速系统及负荷)的模型和参数对系统计算结果的影响已变得不容忽视。

励磁系统模型可辨识性研究

励磁系统模型可辨识性研究
成功 经验 [4, 用 正 交 基 函 数 处 理 多 重 积 分 的方 2]利
的参数 , 这是励磁系统模型的可辨识问题.
本文作者针对 自并励励磁 系统 的 B A F P _V模 型, 利用 P P L F法完成励磁系统参数辨识时 , 研究模 型参数的可辨识性问题 .
1 励磁 系统模 型的时域辨识
文章编号 :6 30 9 (0 6 0 — 11) 17 —2 I20 )20 0 一3 I
励磁 系统模 型 可 辨识 性 研 究
黄 梅, 郝满 江
( 北京交 通大学 电气工 程学院 , 北京 10 4 ) 0 0 4

要: 对于确定的励磁 系统模型结构 。 究励磁 系统模 型参数的可辨识性 。 出利用参数之 间存 研 提
S u n I e tfa iiy o ct to y t m o e t dy o d n ii b lt fEx ia i n S se M d l
HU ANG i AO nja g Me ,H Ma - n i
(co l f l tcl n i ei ,e i i tn ie i ,B i g10 4 ,hn ) Sho o e r a E g er g B in J ,gUn r t e i 00 4 C ia E ci n n j g a, v sy j n
在 的关 系解决模 型 的不 可辨 识 问题 . 通过 现场 工 业试验 和 软件 仿 真 。 仿 真 曲线 与 实测 曲线 对 比 , 将
验证 辨识 方 法可行 和结 果可信 .
关键 词 : 励磁 系统 ; 型 ; 模 可辨 识性
中图分类号 : M7 11 T 6 .1
文献标识码: A
t n s o t a h t o n e ut r eibe i h w h tt emeh d a drs l ae rl l+ o s a

基于时域分析法的黑龙江某600mw机组励磁系统参数辨识

基于时域分析法的黑龙江某600mw机组励磁系统参数辨识

第41卷第6期2019年12月黑龙江电力Heilongjiang Electric PowerVol.41Nn.6Dec.2012DOI:12.12625/ki.hljec-2019.06.006基于时域分析法的黑龙江某600MW机组励磁系统参数辨识穆兴华,姜鹏,徐明宇,崔佳鹏,关万琳,刘志鹏(国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院,哈尔滨12/036)摘要:为了得到黑龙江电网日常生产调度和电力系统稳定分析所需的准确计算数据,以黑龙江地区某600MW机组励磁系统为研究对象,给出了一种基于现场实测数据的励磁系统参数辨识方法。

该方法通过对发电机励磁系统进行时域测试,采集励磁系统相关数据。

在电力系统分析软件PSASP中,选取12励磁系统模型为660MW机组励磁系统模型,由实测数据计算电机励磁系统模型所需参数,利用此参数对发电机励磁系统进行空载小扰动阶跃仿真。

仿真结果验证了该测试方法的可行性及励磁控制系统模型参数的准确性。

关键词:发电机;励磁系统;参数辨识;系统模型;仿真中图分类号:TM32文献标志码:A文章编号:2095-6843(2019)06-0495-04Parameter identification of excitation system for a660MW unit inHeilongjiang baseX on time domain analystMU Xinghun,JIANG Pecg,XU Mingyu,CUI Jiapeng,GUAN Wanlia,LIU Zhipeng (Sriri Grip Heilonyiang Electric Power Co.,Ltri.Electric Power Research Institute,Harbin15/030,Chinn)Abstraci:A orber ri yet trie accnrate cnlcnlation date,皿配配for dpiy poOnctrin scheeuling ang power system sta­bility analysis of Heilonyiang power gCn.taping trie excitation system of a660MW unit in Heilonyiang at trie re-seerch object,n parameter ineatiPcation metrioO of excitation system basee on trie OelC meeseremeet dari is presee-rid.TFie relevagt data of excitation system arc collectee by testing trie excitation system of yeeerator in time do­main.12excitation system mond is c C oscv as trie excitation system mond of600MW unit in trie power system a-nalysie softwae PSASP.Tie parametere——for trie excitation system mond of trie yeeerator are cclchlateV from trie meeseree datri,ang trie noJodd smali disturbancc step simulation of yeverator excitation system ieont by using te parametere.TFie simulation csc C s vebm i U fpsiniPty of tie peposee methon ang accLnacy of tlie ex­citation conricO system mone parametere.Key worat:yeperator;excitation system;parametee ipeptification;system mone;simulation0引言近几年,大容量发电机组逐步投运,全国性的大电网已经初步形成,这对电力系统运行的经济性、安全性、动态品质的提升有了更进一步的要求电力系统的暂态、静态以及动态稳定性与发电机励磁控制系统密切相关。

发电机励磁系统参数辨识方法综述

发电机励磁系统参数辨识方法综述

发电机励磁系统参数辨识方法综述随着电力系统的不断发展,电力网络的不断扩大,电网已逐步成为高维度、非线性的复杂系统,电网安全也成为当今的重要研究课题。

发电机励磁系统对于电力系统的安全稳定起着十分重要的作用,它可以保持电力系统的电压稳定,实现电压控制,尤其对电力系统的暂态稳定起着更加重要的作用。

励磁系统的优劣主要由其参数决定,良好的参数选择可以增加系统的阻尼特性,提升系统的安全稳定边界;不当的参数选择不但不能稳定系统,还会起相反作用。

当前的模型软件中已经有多种常见的励磁系统模型,而参数的确定是使用参数辨识的方法依据现场的实际试验数据计算得来,是当今确定励磁系统模型参数的主要方法。

励磁系统中各参数数值的常见计算方法主要有解析法和参数灵敏度法两种,其中解析法是用數学算法来计算励磁系统参数的解析解,这种方法的优点是计算出来的解析解是励磁系统的精确参数,但随着系统的增大和辨识参数数量的增加,数学解析的难度大幅提高,导致解析速度大幅降低,严重影响了该方法的应用范围。

因此,参数灵敏度法进入了人们的视野,它包括时域灵敏度法和频域灵敏度法两种。

文献提出了一种辨识重点参数的方法。

该方法首先分析了各参数灵敏度与各参数的关系,再提出重点参数评价指标,反复采用该指标进行计算,降低不同参数间的关联程度,直到区分出重点参数为止。

该方法可提高重点参数的准确性,提高辨识效率。

1 系统辨识的理论基础系统辨识指的是观测系统输入与输出的关系,以明确系统特性的数学模型。

用连续动态系统方程式表达为系统辨识的原理图如图1所示。

系统辨识的原理是将输入T(t)同时输入到原型系统和模型系统,分别得到输出O1(t)和O2(t),偏差是△O(t)。

通过辨识算法后,产生一个修正量d,将d反馈到模型系统中,补偿原型系统与模型系统间偏差,如此反复上述过程,直到输出偏差△O(t)满足系统要求。

2 发电机励磁系统参数辨识方法2.1 时域灵敏度法首先时域灵敏度的定义,所谓某个参数的时域灵敏度就是输出量的变化量与该参数变化量的比值,用来体现该变量对于输出量的影响程度,计算公式如下:其中,为待计算灵敏度的参数,为的初值,为该参数的摄动量,为采样点,为系统输出,为系统输出的初值。

1发电机励磁系统建模试验

1发电机励磁系统建模试验
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励磁系统建模试验
励磁建模试验项目_三机励磁
➢励磁机空载特性试验 试验条件:发电机额定转速,灭磁开关断开,投入一组整流桥,在直流测接 大电阻负载(直流电流大于1A)。 试验目的:确定励磁机基值、去磁系数、饱和系数等。 试验方法:平稳调整励磁机励磁电流使励磁机输出电压至1.55倍额定电压, 再降至最低。测录励磁机转子电流及励磁机定子直流侧电压上升和下降的曲 线。 ➢励磁机负载特性试验 同发电机空载特性试验,需增加励磁机励磁电压、电流等电气量的记录
化率
U0 U N 100%
UN
•国标规定小于1%,汽机自并励规定小于1%。
•励磁系统静态增益K决定电压静差率。
➢为满足静差率要求,励磁系统最小静态增益估算 1. K>Xd/ε,Xd为发电机直轴电抗 2. K>(Ufn-Uf0)/Uf0/ε+1,其中Ufn为额定励磁电压,Uf0为空载励磁电压
8
励磁系统建模试验
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励磁系统建模试验 术语与定义 ➢调差系数Xc:电压给定点处与无功电流成正比的比例系数,理论上KRCC =(1-D0)×Xc
修改发电机励磁系统中的调差系数,可以调整发电机励磁系统调节作用对 系统无功变化的灵敏度。
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励磁系统建模试验
术语与定义 ➢励磁系统的主要任务及其对电力系统静态稳定、暂态稳定、动态稳定 的影响
Kc 3 X K U N 2
RFDB SN 22
励磁系统建模试验 模型参数的计算 ➢励磁系统输出限幅的计算
根据大阶跃试验可计算出可控 硅最大最小触发角,同时计算 出励磁系统最大最小输出电压 ,折算成标幺值即为Vrmax, Vrmin。可控硅放大倍数KA计算 式:
KA
1.35 U B U FDB

(整理)同步发电机的励磁建模

(整理)同步发电机的励磁建模

2.1同步电机模型同步电机是电力系统的主要元件,电磁暂态和机电互动现象十分丰富,模型的建立和求解往往决定着仿真的精度和能够反映实际系统动态过程的程度,因此,很多专家在同步发电机建模方面展开研究并取得多项成果。

同步电机是励磁控制系统的控制对象,又和励磁控制系统密切相关系。

研究励磁系统的动态特性,离不开对同步电机动态特性的分析。

同步电机的过渡过程比较复杂,通过以d,q 坐标系统推导出来的派克(Park)方程作为同步电机的基本方程,求出完整的动态模型;在某些特定的条件下,可由完整的动态模型得到简化模型。

在小干扰情况下,可以将非线性的完整模型在工作点附近线性化,得出线性化模型:同样,在某些特定的条件下,还可以求得简化的线性模型。

同步电机dqO 坐标下的暂态方程称为派克方程,它是一组非线性的微分方 程组。

由于dqO 三轴之间的解耦以及aqO 坐标下的电感参数是常数,因此派克变换及同步电机的派克方程在实用分析中得到广泛的应用。

同步电机具有三个定子绕组、一个转子绕组、两个阻尼绕组。

六个绕组间 都有磁的耦合,加上转子位置不断变化,绕组间的耦合又必然是转子的位置函 数。

要正确反映上述情况就需要七个非线性微分方程。

2.1.1同步电机基本方程由同步电机在d,q 轴的park 微分方程组出发,电压和磁链方程(以标幺值形式)如(2.1)-(2.10)所示:电压方程: 定子绕组:d q d d ri p U --=ωψψ (2.1)q d q q ri p U --=ωψψ (2.2) 励磁绕组: f f f f p r i U ψ-= (2.3) 阻尼绕组: d d d p i r 1110ψ-= (2.4) q q q p i r 1110ψ-= (2.5)磁链方程: 定子绕组:d ad f ad d d d i X i X i X 1++-=ψ (2.6)q aq q q q i X i X 1+-=ψ (2.7) 励磁绕组:d ad f f d ad f i X i X i X 1++-=ψ (2.8)阻尼绕组:d d f ad d ad d i X i X i X 111++-=ψ (2.9)q q q aq q i X i X 111+-=ψ (2.10) 其中,dtd p θθω==。

华北电网开展发电机励磁系统参数辨识工作综述_吴涛

华北电网开展发电机励磁系统参数辨识工作综述_吴涛

·综述·华北电网开展发电机励磁系统参数辨识工作综述Review on Developing Generator Exciting System ParameterRecognition in North China Power Network华北电力科学研究院有限责任公司(北京100045) 吴 涛 苏为民华北电力调度局(北京100045) 刘永奇 张智刚摘 要:随着华北电网的发展,系统中长期动态稳定问题变得突出,要求更详细地模拟发电机励磁系统各部件的动态特性。

为此从华北电网实际出发,详细调查华北电网内容量为100MW以上的发电机及其励磁系统类型和制造厂家,首先选择直接接入500kV系统的4台具有典型励磁系统特性的大容量发电机组,开展发电机励磁系统参数测试辨识,经过现场测试、励磁系统参数初值拟合,电磁暂态校核以及系统暂态稳定校核,最后得到满足生产实际需要的发电机励磁系统模型参数。

关键词:励磁系统;参数辨识;仿真校验;暂态稳定;中长期动态稳定中图分类号:TM761+.11文献标识码:B文章编号:1003-9171(2003)09-0024-03近年来华北电网发展很快,主要表现在:(1)2001年5月与东北电网联网运行,实现全国第一个大区电网互联,2003年还将与华中电网联网。

(2)首都地区负荷增长很快,受资源限制,必须通过由外部大量受电的方式来满足北京地区用电增长的需要。

华北东北联网后计算表明,联网后系统中长期动态稳定问题变得突出,表现为系统阻尼特性变差,容易发生低频振荡或故障后多摆振荡失步;另一方面,根据发达国家的运行经验,电网存在因发生突发性灾害事故,出现连锁反应,导致系统电压崩溃或频率崩溃的危险性。

为了详细研究系统故障后的暂态和中长期电压、频率动态过程,要求考虑发电机励磁系统等元部件动态特性的影响。

因此,有必要从华北电网实际出发,开展华北电网发电机励磁系统参数测试,逐步建立华北电网励磁系统模型参数数据库。

同步发电机励磁系统参数辨识整定与建模

同步发电机励磁系统参数辨识整定与建模

硕士学位论文(工程硕士)同步发电机励磁系统参数辨识整定与建模THE MODELING AND PARAMETERS IDENTIFICATION AND SETTING OF SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATION SYSTEM陈正建哈尔滨工业大学2012年6月国内图书分类号:TM621.3 学校代码:10213 国际图书分类号:621.3 密级:公开工程硕士学位论文同步发电机励磁系统参数辨识整定与建模硕士研究生:陈正建导 师:王明彦教授副导师:刘锡海高级工程师申请学位:工程硕士工程领域:电气工程所在单位:深圳能源集团东部电厂答辩日期:2012年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classified Index: TM621.3U.D.C: 621.3Dissertation for the Master’s Degree of EngineeringTHE MODELING AND PARAMETERSIDENTIFICATION AND SETTING OF SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATIONSYSTEMCandidate:Chen ZhengjianSupervisor:Prof. Wang MingyanAsst. Supervisor Senior Engineer Liu Xihai Academic Degree Applied for:Master of EngineeringSpecialty: Power EngineeringAffiliation: Shenzhen Energy Dongbu PowerPlantDate of Defence:June, 2012Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定性都有显著的影响。

励磁系统参数测试报告讲解

励磁系统参数测试报告讲解

报告编号:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX电厂1号机组励磁系统参数测试报告XXXX电力技术工程有限公司XXXX年 XX 月编制日期:XXXX年XX月XX日编制人:XXX审核人:批准人:目录1.概述 (1)2.发电机及励磁变参数 (1)2.1.发电机的一般参数 (1)22 主变参数 (2)2.3.励磁变参数 (2)2.4.PT CT及转子分流器变比 (2)3.AVR模型和PSS模型 (2)4.现场试验结果 (3)4.1.发电机空载特性 (3)4.2.发电机空载阶跃响应特性试验 (4)4.3.发电机空载大阶跃试验 (5)4.4.发电机时间常数测试 (6)4.5.调差极性校核试验 (6)5.励磁系统参数计算 (7)5.1.发电机饱和系数和励磁系统机值计算 (7)5.2.整流器换相压降系数 KC的计算 (8)5.3.励磁系统的最大输出电压(VRMAX)和最小输出电压(VRMIN) (8)5.4.励磁调节器内部最大/最小输出电压 (9)5.5.PID 参数 (9)6.稳定计算用励磁系统数学模型及参数 (9)7.发电机空载阶跃响应仿真结果 (11)8.结论 (11)1.概述XXXX年 XX月XX日,XXXX电厂1号发电机组进行励磁系统模型和参数测试工作。

试验包括发电机空载特性试验、发电机空载阶跃响应试验等。

XXXX1号燃气轮发电机组是自并励励磁系统,采用静止励磁方式,ABB励磁UNITROL 500(型控制器。

本次试验的目的是:通过现场试验,确定1号发电机组励磁系统模型和参数。

使用的主要测试仪器:TK2000便携式电量分析仪。

2.发电机及励磁变参数2.1.发电机的一般参数22主变参数23励磁变参数2.4. PT CT及转子分流器变比3.AVR模型和PSS模型XXXX1号发电机组采用静止励磁方式,ABB励磁UNITROL5000型型励磁控制器。

该励磁调节器,是双通道励磁调节器,励磁调节器控制方式采用的是PID+PS驻制。

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发电机励磁系统建模与参数辨识综述
摘要:发电机励磁系统对电力系统的电压控制和稳定控制具有重要作用。


着电力系统的发展,我国电网规模越来越大,电网安全及其稳定运行问题的重要
性日益突出,通过电力系统稳定计算以确定系统最优运行工况是提高系统稳定性
的一个重要手段,而电力系统安全稳定计算的关键是建立准确的数学模型和采用
与实际系统相吻合的模型参数。

因此,结合发电机励磁系统的特点,开展模型参
数辨识工作,从而建立起准确的励磁系统数学模型的研究非常必要。

关键词:发电机;励磁系统建模;参数辨识
一、励磁系统和发变组概述
(一)励磁系统概述
在常规化运行环境或者是电力系统出现故障的环境中,都需要配合发电机励
磁系统限制器,建构完整的应用模式和控制机制。

一般而言,励磁系统主要指的
就是基于电源的整流装置,励磁静止系统完成能源的供给。

一方面,励磁系统能
对发电机出口电压参数和无功功率参数予以控制,维持其稳定性和运行的合理性,并配合发电机并列运行处理机制,打造良好的应用环境。

另一方面,励磁系统凭
借其较快的响应速度和可靠的运行维护模式,能更好地满足静态应用效果,提高
电力系统运行的稳定性,最大程度上打造良好的运行载体。

自并励励磁系统无论
是暂态稳定性还是运行安全性都要高于常规的励磁系统,能维持较好的应用环境,并且能更好地处理距离较近的电压降失衡问题,保证调节工序的合理性、稳定性
和安全性。

(二)发变组定值设置概述
在发变组定值设置的过程中,要结合具体应用规范和标准落实匹配的设置机制。

(1)设置零序补偿机制。

在电力变压器应用运行过程中,其自身配置的接
线组会出现扭转现象,尤其是普通变压器,扭转角度一般为15~30°,为了保证
其应用效果,就要配合行测绕组,有效对变压器的扭转角度予以补偿处理,维持
继电器运行的稳定性。

另外,三角形接线还能配合电流零序结构,有效消除零序
分量造成的影响,打造更加稳定的运行环境。

(2)设置基础性制动模式,在变压器设置工序中,基础性差动保护具有重
要的应用价值,能减少合闸空载产生的励磁涌流,其主要的工作原理在于二次谐
波的产生,能形成良好的制动模式。

在实际设置工序中,要结合具体操作环境设
置匹配的制动比例模式,主要分为“每相”、“三取二”和“平均数值”。

其中:
①“每相”能对二次谐波的每相予以独立的闭锁处理,保证各自相的独立;
②“三取二”是指励磁涌流三相中,对应的二相是二次谐波,其数值超出设定数
值则视为闭锁差动;③“平均数值”是指在制动比例模式中,二次谐波的三相平
均数值都在设定数值以上,则此时视为三相闭锁差动。

二、励磁系统实测建模
(一)AVR实测建模的3个步骤
(1)现场实测:主要在发电机空载运行工况下进行,以获得计算模型参数时
必需的实测数据和进行仿真计算时作为对照的实际频率响应特性和阶跃响应特性。

(2)模型参数的计算:根据得到的发电机励磁系统运行数据,结合厂家提供
的一些参数,计算出模型中的实际参数。

(3)仿真计算:根据计算得到的励磁机和发电机模型,分别对它们进行频率
响应的仿真计算,并与实测得到的频率响应相比较,最终确定励磁系统的模型参数。

(二)PSS模型与参数整定
PSS的现场试验要求在发电机带额定有功功率和功率因数接近1且不带厂用
电时进行,试验期间尽可能保持机组有功出力恒定。

PSS参数的整定过程如下:
(1)在PSS未投入时对发电机进行电压给定阶跃响应试验,以观察机组对低
频振荡的阻尼情况,并获得本机振荡的频率。

(2)测出励磁系统的滞后特性以决定需要补偿的量,然后计算PSS中各时间
常数的值。

(3)通过试验得出PSS临界增益,以确定PSS的放大倍数。

(4)投入PSS,再对发电机进行电压给定阶跃响应试验,并将其结果与未投
入PSS时所做的电压给定阶跃试验的结果进行比较检验,改进结果。

(三)现场实测的基本情况
某地已投运机组较多,200MW及以上的机组有近40台。

在200MW及以上的机
组中根据不同容量、不同制造厂、不同励磁调节器,进行了全面的现场测试,取
得了大量数据,为自定义建模和参数辨识打下基础。

三、励磁系统参数辨识
(一)辨识的定义
真实的物理系统由于其内部结构的复杂很难用机理分析的方法进行理论建模。

但是对于一个系统其输入输出信号一般总是可以测量的,系统的动态特性必然表
现在输入输出数据之中,这样就可以利用输入输出数据来建立系统的数学模型,
这种建模方法称为辨识。

定义:辨识就是在输入输出数据的基础上,从一组给定的模型类中,确定一
个与所测系统等价的模型。

这个定义明确了辨识的3个要素:输入输出数据、模
型类和等价准则。

其中数据是辨识的基础,准则是辨识的优化目标,模型类是寻
找模型的范围。

按照的定义,寻找一个与实际过程完全等价的模型是非常困难的。

更为实用的定义:辨识就是按照一个准则在一组模型中选择一个与数据拟合最好
的模型。

按照这个定义,系统辨识不应是本身意义上的数学演算,而应服务于辨
识结果的应用目标,因此系统模型形式也应根据应用目的而确定。

如果对待测系
统的模型结构、阶数和参数一无所知,则它的辨识问题是黑箱辨识。

如果对系统
的模型结构以及阶数了解,仅仅辨识参数则成为灰箱辨识,对于励磁系统的建模是典型的灰箱辨识问题。

一个系统的动态模型可分为非参数模型(只对线性系统有效)和参数模型。

对于参数模型又可分成离散模型和连续模型。

对于大多数物理系统其运行过程是连续的动态变化过程,其连续模型才是反映其本质特征的模型。

但是系统辨识理论是在离散时间序列分析及经典控制理论的基础上发展起来的,线性的离散模型一直是系统辨识的主流模型结构。

(二)励磁系统参数的在线辨识
利用发电机实时运行工况下的输入输出数据辨识电力系统四大参数是电力系统辨识的发展趋势,基于在线实测数据辨识电力系统参数的研究表明发电机并网运行的不同工况对于发电机参数辨识有很大的影响。

对于励磁功率部分由于与发电机的强电磁联系,不但应该在线辨识,而且应该在不同运行工况下多次辨识。

对于调节器各个环节的参数辨识可以采用离线的方式,根据环节输入输出数据的读取地难易进行整体或分环节的辨识。

对于目前广泛使用的微机励磁调节器其环节参数则不需要辨识,只需要根据发电机运行条件进行调节整定使发电机及其励磁系统的动态特性符合国标要求,在此基础上进行励磁功率及测量环节的辨识。

基于线性化模型辨识的技术,在发电机并网运行时加入幅值与频率合适的激励信号,辨识其线性环节参数(包括线性化后的非线性环节如饱和系数)。

同时利用在线录波装置记录大扰动下的机端电压、励磁电压以及励磁系统其它环节的电气量,根据获得信息的多少分别采用分环节辨识或整体辨识方法获得不同扰动条件下的模型参数。

(三)信号选择和试验设计
系统辨识中的输入信号选择需要慎重对待。

线性系统辨识对于扰动信号2个最基本的要求是信号幅值必须足够小从而使非线性环节无效;特定频段的功率足够大使信噪比满足要求,从而可以忽略噪声信号的干扰。

这2个要求是矛盾的,线性系统的信号设计就是在信号幅值的约束下使特定频率的谐波功率最大。

对于在线辨识,可以先利用实时数字仿真系统(real time digital siInulation,
KTDDS)通过模拟量输入输出通道,加入激励信号获得响应信号,然后离线进行
励磁参数辨识,同时确定合适的输入信号幅值与带宽。

把模拟数字混合仿真技术
应用于励磁模型参数辨识从而开发适合于在线辨识励磁参数的装置具有一定的实
用价值。

结语:
发电机励磁系统参数辨识方法各有优缺点,没有绝对的最优,在实际应用中,可根据具体条件选用不同的方法,必要时将不同方法结合起来使用。

研究更精确
的模型结构,设计更合理的辨识实验,寻找基于其上的更有效的辨识算法是励磁
系统建模的方向。

参考文献:
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发变组保护配合关系的分析与应用[J].电工技术,2020,(14):124-127.
[2]李由.励磁系统限制器与发变组保护定值的配合问题[J].科技风,2020,(4):171.
[3]姜毅.发变组保护与励磁系统调试方法分析与应用[J].商品与质量,2019,(28):92.。

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