电力系统辨识建模和暂态稳定校核分析

总结了东北电网发电机、励磁系统、原动机和调速系统以及综合负荷四大参数测试工作的阶段研究成果，结合东北电网通辽电厂 ２００ Ｍ Ｗ 汽轮发电机全套参数的测试结果，进行了 ２２０ ｋ Ｖ线路带负荷切除现场试验。对实测参数进行动态校核，证明参数辨识方法的有效性；并应用于暂态稳定的分析计算，为提高电厂总出力提供了依据，取得了预期的效果。

快速BP网络在负荷动态建模中的应用

指出了负荷动态建模过程中存在的问题，提出用人工神经网络（ Ａ Ｎ Ｎ）来建立负荷的动态模型。从修改 Ａ Ｎ Ｎ 误差准则函数的角度出发，在误差准则函数中引入网络输出的能量约束，提出了一种快速误差反向传播（ Ｆ Ｂ Ｐ）算法，并利用动模和现场试验数据验证了 Ｆ Ｂ Ｐ网络用于负荷动态建模的有效性和优越性。

大型发电机组励磁系统数学模型的现场在线辨识方法

本文提出一类现场在线测试大型发电机励磁系统参数的新方法。这一方法采用频域-LSE原理。在发电机正常运转下,输入伪随机码(PRBS)为激励信号,测取励磁系统各电量,再经最小二乘拟合得到励磁数学模型。测试结果表明:实测数据与估计模型有较好的吻合。这一现场测试方法已成功地应用在200MW汽轮发电机组和30OMW水轮发电机组的工业试验上。

简化前馈网络用于负荷模型参数辨识的研究

负荷的精确建模在电力系统分析中的重要性已被电力工作者所认识到。文中在对自适应的三层前馈网络(ABP)进行修改、简化后,得到简化(或线性)前馈网络(LBP)。并结合现场试验和仿真数据,对用线性前馈网络和辅助变量法对负荷建模的精度进行了比较。把线性前馈网络作为一种算法,对负荷动态模型即差分方程的参数进行了辨识。同时,应用 LBP 对负荷静态模型即幂函数和多项式模型的参数进行了辨识,还提出基于人工神经网络的负荷动静模型同时辨识法。

基于时域分段线性多项式法的大型汽轮机建模和参数辨识

文章提出一类基于时域分段线性多项式函数(PLPF)的辨识方法用于大型汽轮机的数学建模和参数辨识。PLPF是一种将传递函数模型经微分方程转化为多重积分,并利用动态响应的离散观察数据构造拟合函数进行分段处理的方法。根据系统模型输入输出时域动态响应数据,采用该方法直接进行有关参数的辨识,建立具有明确参数物理意义的连续时间模型,方法简洁快速准确。该方法成功应用于实际系统的建模和参数辨识,在多个厂站进行了参数辨识的工业试验。

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上,完整地阐述了 ENRCC 的控制原理:利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计,利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计,最终可实现观测器+线性化+鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明:该控制规律严谨简单,方法原理直观清晰,便于工程应用,具有很强的适应性和鲁棒性,能有效地解决一类 不确定+非线性+分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。

三峡—华东HVDC辅助频率控制的动模试验

通过大规模动模试验分析了三峡—华东高压直流 (HVDC)输电系统加装辅助频率控制器后的动态特性。试验结果表明 ,加装了辅助频率控制器的HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时 ,实现两侧系统之间功率的相互紧急支援 ,可显著改善两侧交流系统频率 ,并能在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移 ,经济效益显著。通过试验也初步揭示了HVDC辅助功率调制对交流系统稳定性以及对HVDC系统自身稳定性的影响 。

HVDC及其控制系统动态稳定性的理论分析

不恰当的HVDC控制系统会导致AC—DC系统动态失稳 ,引发交流系统次同步振荡 ,严重时可导致发电机轴系永久性损坏。文中利用复数力矩分析方法推导了HVDC系统的电磁力矩公式 ,用以定量地确定不同控制回路和控制方式下HVDC系统的动态稳定性 ,为进一步设计和改进HVDC的控制系统提供了理论依据。

华中-华东多回HVDC紧急功率转移控制的研究

随着三峡机组的全部投运,华中和华东电网将通过多回并行高压直流(HVDc)输电系统互联。文章在原有直流基本控制的基础上,提出了利用直流功率调制实现故障回路原有的直流功率向其它回路转移的紧急转移控制器(EPSC)。数字仿真和动模试验说明,所设计的控制器能实现故障线路的直流功率尽可能无差地向其它回直流线路转移,并能有效提高两侧交流系统的安全稳定性。

静止移相器和发电机励磁系统的自抗扰协调控制

通过构造扩张状态观测器对多输入多输出受控对象内环进行动态输出反馈线性化,并对补偿线性化后的对象外环进行预期动力学设计的方法,提出了基于自抗扰技术的静止移相器和发电机励磁系统的协调控制策略。利用Lyapunov能量函数法和H∞理论。分析了控制器的稳定性。为了比较不同的控制效果,文中同时给出了基于直接反馈线性化(DFL)的协调控制策略。数字仿真表明:该控制器与精确反馈线性化控制方法相比较,其结构更简单,且对模型的内外扰具有更佳的适应性和鲁棒性。

汽轮发电机组汽门开度和励磁系统的自抗扰综合控制

通过构造扩张状态观测器对受控对象内环进行动态输出反馈线性化 ,对补偿线性化后的对象外环进行预期动力学设计的方法 ,提出了基于自抗扰技术的汽轮发电机汽门和励磁综合控制策略。本控制方法解决了传统单输入单输出自抗扰控制方法在处理多输入多输出对象时协调率难以确定的问题。数字仿真表明 ,该控制方法不仅能较好地处理汽门和励磁控制的协调性 ,而且对模型的内外扰表现出了很好的适应性和鲁棒性。

自适应神经网络在负荷动态建模中的应用

人工神经网络(ANN)具有的自适应、自学习、非线性重构等特点,使之成为解决电力系统负荷建模的有效途径。该文利用模糊理论对典型BP神经网络(TBP)的学习速度因子和权值惯性因子进行修正,采用自构形学习算法对网络拓扑2个方面进行改进,提出自适应神经网络(ABP)。结合现场试验和仿真数据,对TBP和ABP在负荷建模的速度和精度2方面进行了比较。同时,就负荷建模问题对自适应神经网络模型阶次和隐层神经元个数等因素进行了探讨。

基于纯软件模式的全范围水电站运行人员仿真培训系统

首先给出了基于计算机纯软件模式的水电站运行人员仿真培训系统的组成结构,随后讨论了仿真模型的选择方法,然后结合内部软件机制说明了培训仿真系统的整合步骤。在浙江某水电站的实际投运效果说明本水电站仿真培训系统能够满足运行人员的各种培训需要。

高压直流输电系统的自抗扰控制方法

对象模型的不确定性和状态量微分信号难以提取一直是阻碍基于确定性模型的 HVDC非线性控制方法投入实际应用的因素。文中将非线性自抗扰方法应用于 HVDC系统的控制 ,利用非线性变换将 HVDC详细模型进行反馈线性化 ,提出了基于非线性自抗扰控制的整流侧定电流和逆变侧定熄弧角控制方法。数字仿真表明 ,该控制方法适用于较大的模型不确定性和内外扰动 。

建立大型同步机组励磁系统动态参数

本文提出了一套辨识大型同步机组励磁系统动态参数的技术和全部过程，它们包括辨识方法、工业试验、动态校核以及效益论证。这组技术已被成功地用于实际电力系统并可证明其技术的可靠性和可行性，能适用于电力系统的参数估计。

系统自然频率特性系数的实测与计算

电力系统自然频率特性系数是 AGC控制中的一个重要参数。文中讨论了利用蓄能机组的投切模拟负荷突变的情况 ,通过 EMS和频率测量系统采集带时标的数据 ,分析并计算系统自然频率特性系数的实测试验方法。系统负荷频率特性系数在电力系统运行分析中占有重要地位。文中还讨论了结合统计数据来计算系统负荷频率特性系数的实用方法。

华中-华东多回HVDC辅助功率/频率控制

在华中-华东多回高压直流(HVDC)输电系统上加装辅助功率/频率控制器具有显著的经济效益。首先阐述了HVDC功率调制的基本原理,然后给出了常规辅助功率/频率控制方案,并通过大规模数字仿真和动模试验验证了该方案的可行性。研究结果显示,加装了辅助功率/频率控制器的华中-华东多回HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时,实现两侧系统间功率的相互紧急支援,显著改善两侧交流系统频率,并可在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移,明显提高了整个华中、华东交直流系统的安全性和经济性。

电站仿真系统中的发电机异常运行建模

现役的电站仿真系统多集中于正常运行和操作的培训仿真。结合科研生产要求 ,设计和建立一类具有异常运行和故障工况仿真功能的培训系统是当前电站仿真建模发展的需要。文中结合国内某水电站培训系统的开发 ,将异常运行模块引入仿真培训系统 ,重点讨论了异常运行中最常发生的失磁异步运行和机组甩负荷模块的机理、算法和计算实例。联调结果显示 。

分布式水电机组故障诊断集成专家系统的研究

针对水电机组故障诊断的多样性和复杂性 ,将分布式人工智能技术引入机组故障诊断技术的研究 ,提出一种适用于水电机组的分布式故障诊断专家系统结构和组织方法 ;并在此基础上 ,利用神经网络技术、可视化技术和模糊技术 ,提出了一种新的故障诊断集成知识表示方式和推理策略 ,并已应用于某水电厂分布式故障诊断集成专家系统中。图 4表 2参

负荷动态模型集结

对电力系统动态负荷模型的集结进行了探讨和总结。考虑到噪声的未知特性，用辅助变量法（ＩＶ）对实测的负荷数据进行参数估计。并提出了用于三种情况下的基于参数辨识的模型集结方法：同一母线负荷模型集结、考虑线路（或变压器）阻抗的负荷模型集结和利用典型负荷模型参数集结。对现场试验和国家动态模拟试验室的数据处理和计算分析表明，该方法是正确和有效的。