课程讲座2001

,电力系统动态建模和参数辨识,清华大学电机系朱守真2001年10月,电力建模和参数辨识,概述1.建模的意义2.电力系统数学建模在国内外的发展3.电力系统的数学模型系统辨识的基本概念1.辨识定义2.辨识的内容3.电力系统辨识的应用和意义电力系统四大参数辨识1辨识的历史回顾2辨识的过程的一般步骤3四大参数辨识原理和技术辨识方法简介1.最小二乘法2.频谱分析法3、人工神经网络法讨论可观测性、可辨识性,概述,建模的意义电力系统稳定问题l电力市场的不成熟l模型的不确定l设备管理l网络规模动态建模的必要性l数学模型是电力系统设计、计算、分析的基础（表一）l电力系统缺乏系统元件动态模型#负荷模型没有一个确定的参数，被称为世界难题#制造商不提供详细的内部参数，提供的参数也是设计值。l饱和，非线形，磁影响l新型控制设备的投运#SVC、PSS、EVA的投运需相应的调试参数l电力系统的发展规划-数字化电力系统DPS物理结构、物理特性、运行方式、运营策略、自动装置、网络状况、系统管理，环保指标,电力部门的重视,*我国原国调中心1993年发文要“推广开展四大参数测试工作”;*1987年在中国对电网计算新技术问题调查表明负荷模型（2）、励磁模型（4）、发电机模型（5）、调速器模型（6）*九十年代初，IEEE成立了负荷特性研究工作组；*年北美电力可靠性联合会（NERC）制定的规划标准中还明确指出：电力入网必须说明特性、参数;*中国已将“建立实测模型”列为运行规则;*2001年陆延昌部长在27届中国电网调度运行会议重点提出：“选择更加详细的模型对联网的系统进行分析计算。这样不仅能够避免由于采用简化模型而掩盖了系统在稳定方面各能存在的问题；而且可以计及高顶值倍数的快速励磁系统在增强系统暂态稳定水平方面的作用。”,电力系统数学建模在国内外的发展,模型包括：发电机、励磁系统、原动机及调速器系统、负荷模型、输电系统、其它控制器件七十年代中期，美EPRIEP849计划开始研究负荷同时西欧、日本、澳大利亚开始研究八十年代国际大电网会议和美国IEEE协会先后成立工作组研究电力系统的动态负荷问题。系统提出了负荷建模的两类方法。1993年、1994年分别发表了有关的负荷建模的综述报告。中国在发电机、励磁系统、调速器系统建模方面开展了广泛的研究。1985年国际大电网会议将电力系统数学模型研究列为主要研究方向。日本电力系统稳定技术调查委员会报告提出：“在电力系统稳定研究中，构成电力系统的发电机、控制系统以及负荷的数学模型和计算方法同样重要，它的表达方法对计算精度影响甚大。”九十年代以来，很多国家开展了参数辨识技术的研究，引入了人工智能等方法对非线形模型进行建模研究。在中国高校与电力部门配合已成功的在发电机、励磁、调速器、负荷方面取得了全面的进展，形成了一套电力系统元件动态数据库。应用计算软件为了适应这种需求，增加了自定义模型的模块.,电力系统的数学模型,连续系统的表示方式时域:微分方程;频域:传递函数离散系统的表示方式时域:差分方程;复域:Z变换传递函数,励磁模型,负荷模型,动态负荷,A、二阶传递函数模型,B、非线性差分方程模型,系统辨识的基本概念,进一步定义：,辨识基本概念,现代控制论三个互相渗透的领域，辨识Identification建立数学模型的依据状态估计StateEstimation获得系统运行的状态控制理论ControlTheory阐述控制规律，描述控制准则辨识和状态估计离不开控制理论的支持，控制理论的应用又依赖于辨识和状态估计技术，随着控制过程复杂性的提高，电力系统规模的扩大，控制理论的应用日益广泛。,发电机励磁系统原动机及调速系统负荷模型,辨识内容：模型和参数,电力系统辨识的应用和意义,自适应控制；在线检测、在线调试；故障诊断；故障诊断；,1995年全面开展负荷测试1997年第二次阶段性总结1997年开始建立四大参数数据库1999年建库工作完成2000年四大参数数据库鉴定,四大参数辨识的历史回顾,1984年仿真研究同步发电机参数辨识1988年动模、试验电厂励磁系统参数辨识1989年工业试验【朝阳电厂东北电网第一台励磁系统参数辨识】,1991年动态参数数据库立项，并列于能源部“八五”重大项目1991年通辽一次变负荷建模1991年在白山水电厂进行励磁系统参数辨识1992年通辽电厂发电机、调速、励磁系统全面测试验证、校核1993年红石水电厂全面四大参数的辨识1993年第一次阶段性总结,四大参数辨识原理和模型,辨识过程的一般步骤,四大参数辨识主要方法和模型一览表,四大参数辨识原理和模型四大参数辨识主要方法和模型一览表,表：发电机实测参数与典型参数的对比,四大参数辨识原理和模型励磁模型及实测参数,表：励磁实测参数与典型参数的对比,VRDmax,四大参数辨识原理和模型励磁模型及实测参数,励磁模型二实测参数,四大参数辨识原理和模型负荷模型及实测参数,、静态负荷,A、幂函数模型,B、多项式模型,四大参