一種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法，將雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識分為兩個階段，首先進行第一輪分塊辨識，即單獨辨識驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)，然后進行多輪次的交叉辨識：即將前一輪的參數(shù)辨識結(jié)果作為初始值，重新辨識發(fā)電機參數(shù)與驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)。本發(fā)明不僅增加了待辨識參數(shù)的個數(shù)，還整體上提高了參數(shù)的辨識精度。該辨識方法還可以為其它類型的風電機組參數(shù)辨識提供參考。
【專利說明】—種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)建模領(lǐng)域，特別涉及一種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從風力發(fā)電引入電力系統(tǒng)以來，風電機組的模型問題特別是動態(tài)模型一直是研究的熱點。目前風電機組在機理建模方面的研究已有較多的成果，辨識建模與模型驗證方面的工作正在世界范圍內(nèi)展開。2009年國家電網(wǎng)公司頒布的《風電并網(wǎng)運行控制技術(shù)規(guī)定》中對風電并網(wǎng)分析模型及方法要求之一即為:“在風電并網(wǎng)分析工作中應(yīng)采用風電機組的詳細數(shù)學模型，模型的參數(shù)應(yīng)由風電場提供實測參數(shù)。對沒有實測參數(shù)的風電機組，暫時可以采用同類機型的典型模型和參數(shù)，風電機組模型和參數(shù)確定后應(yīng)重新校核”。
[0003]風力發(fā)電機及驅(qū)動系統(tǒng)是風電機組的重要組成部分，對其進行準確建模對計算分析風電機組的動態(tài)非常重要?，F(xiàn)有的文獻在辨識風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)時，一般采用電網(wǎng)側(cè)電壓跌落作為擾動。但在電網(wǎng)側(cè)電壓跌落故障下，雖然風力發(fā)電機的電氣參數(shù)容易辨識，但驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)辨識精度較低。相反，在風速激勵下，驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的可觀性較高，容易辨識，但發(fā)電機參數(shù)卻難以辨識。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，采用分塊辨識發(fā)電機或驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)時，一般假設(shè)另一模塊的參數(shù)已知。這樣做的缺點在于:當待辨識模塊與另一模塊的耦合性較強時，如另一模塊的參數(shù)給定值不準確，將直接影響本模塊的參數(shù)辨識精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效提高系統(tǒng)參數(shù)的辨識精度的同時，還能增加待辨識參數(shù)個數(shù)的雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法。
[0006]技術(shù)方案:一種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:設(shè)定驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)及發(fā)電機參數(shù)的搜索范圍，隨機生成參數(shù)的初始值；
[0008]步驟2:以陣風激勵作為擾動，以發(fā)電機出口的有功功率、無功功率、電壓以及電流有效值作為輸出信號，計算驅(qū)動系統(tǒng)各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的輸出信號作為觀測量；根據(jù)所選的觀測量分析驅(qū)動系統(tǒng)各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的參數(shù)作為重點參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)軌跡靈敏度相位判斷參數(shù)的可辨識性；將步驟I中發(fā)電機參數(shù)的初始值作為已知，采用粒子群優(yōu)化算法辨識驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)；
[0009]步驟3:以發(fā)電機端口電壓跌落作為擾動，以發(fā)電機出口的有功功率、無功功率、電壓以及電流有效值作為輸出信號，計算發(fā)電機各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的輸出信號作為觀測量；根據(jù)該觀測量分析發(fā)電機各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的參數(shù)為重點參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)軌跡靈敏度相位判斷參數(shù)的可辨識性；將步驟2中辨識得到的驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)作為已知，采用粒子群優(yōu)化算法辨識發(fā)電機參數(shù)；[0010]步驟4:以步驟2和步驟3辨識得到的參數(shù)為基準，縮小辨識的參數(shù)搜索范圍再進行步驟2和步驟3對驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)及發(fā)電機參數(shù)下一輪辨識；
[0011]步驟5:設(shè)定偏差閾值，將重點參數(shù)的兩次辨識值之差與設(shè)定的偏差閾值進行比較，如果兩次兩次辨識值之差小于設(shè)定值，則結(jié)束辨識過程，執(zhí)行下一步驟，否則回到步驟4繼續(xù)辨識過程；
[0012]步驟6:將所有輪次的辨識結(jié)果代入目標函數(shù)L，
【權(quán)利要求】
1.一種雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法，其特征在于:包含如下步驟: 步驟1:設(shè)定驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)及發(fā)電機參數(shù)的搜索范圍，隨機生成參數(shù)的初始值； 步驟2:以陣風激勵作為擾動，以發(fā)電機出口的有功功率、無功功率、電壓以及電流有效值作為輸出信號，計算驅(qū)動系統(tǒng)各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的輸出信號作為觀測量；根據(jù)所選的觀測量分析驅(qū)動系統(tǒng)各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的參數(shù)作為重點參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)軌跡靈敏度相位判斷參數(shù)的可辨識性；將步驟I中發(fā)電機參數(shù)的初始值作為已知，采用粒子群優(yōu)化算法辨識驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)； 步驟3:以發(fā)電機端口電壓跌落作為擾動，以發(fā)電機出口的有功功率、無功功率、電壓以及電流有效值作為輸出信號，計算發(fā)電機各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的輸出信號作為觀測量；根據(jù)該觀測量分析發(fā)電機各參數(shù)的軌跡靈敏度，選擇軌跡靈敏度幅值較大的參數(shù)為重點參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)軌跡靈敏度相位判斷參數(shù)的可辨識性；將步驟2中辨識得到的驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)作為已知，采用粒子群優(yōu)化算法辨識發(fā)電機參數(shù)； 步驟4:以步驟2和步驟3辨識得到的參數(shù)為基準，縮小待辨識參數(shù)的搜索范圍后，再進行步驟2和步驟3對驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)及發(fā)電機參數(shù)下一輪辨識； 步驟5:設(shè)定偏差閾值，將重點參數(shù)的兩次辨識值之差與設(shè)定的偏差閾值進行比較，如果兩次辨識值之差小于設(shè)定值，則結(jié)束辨識過程，執(zhí)行下一步驟，否則回到步驟4繼續(xù)辨識過程； 步驟6:將所有輪次的辨識結(jié)果代入目標函數(shù)L
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法，其特征在于:所述步驟4中所述縮小下一輪辨識的參數(shù)搜索范圍是以當前辨識結(jié)果為中心上、下擴展上一輪辨識結(jié)果的50%為新的參數(shù)搜索范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋風電機組驅(qū)動系統(tǒng)及發(fā)電機參數(shù)辨識方法，其特征在于:所述步驟5中設(shè)定的偏差閾值為上一輪辨識所得參數(shù)值的2%。
【文檔編號】H02P21/14GK103825521SQ201410063297
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】潘學萍, 鞠平, 吳峰, 金宇清 申請人:河海大學