基于割线迭代法的励磁机饱和系数计算方法与流程

本发明涉及发电机励磁系统技术领域，具体是一种基于割线迭代法的励磁机饱和系数计算方法。

背景技术：
大型单机励磁发电机组励磁系统参数计算中，励磁机饱和系数C1和C2的计算是一个关键参数，该参数的定义如下：其中IEf是在进行励磁机空载特性测试后，测得励磁机励磁电流的标幺值，Ufd是进行励磁机空载特性测试后，测得励磁电压的标幺值。该参数直接影响发电机励磁系统的动态特性，是发电机励磁系统的关键参数之一。由励磁机空载曲线准确的计算饱和系数是准确计算发电机励磁系统参数的关键。目前广泛应用的计算方法，只用到励磁机气隙线和空载饱和曲线上，分别对0.75倍和1倍最大励磁电压值处的励磁机励磁电流值通过求解下列方程组进行计算：其中IfB、IfJ是励磁机气隙线上分别对应1倍和0.75倍最大励磁电压值处的励磁电流值，If0、IfK是励磁机空载曲线上分别对应1倍和0.75倍最大电压值处的励磁电流值，UfM为最大励磁电压。由上式可知饱和系数由励磁机空载特性试验曲线决定，但实际现场试验中励磁机空载曲线的测试结果受到环境中各种干扰因素影响，往往含有一定的扰动。而饱和系数对If0、IfK的数值要求高，依靠人工经验进行辨识可能出现较大误差，且难以保证不同的判读结果一致性。

技术实现要素：
本发明提供一种基于割线迭代法的励磁机饱和系数计算方法，其针对于空载特性试验中获得的空载曲线，可以在含有干扰数据的情况下，计算得到饱和系数，实现对试验数据的准确解读，为发电机励磁系统参数计算提供准确依据。一种基于割线迭代法的励磁机饱和系数计算方法，包括如下步骤：(1)通过励磁机空载特性试验，得到一组励磁机空载试验数据：X＝{Ii,Ui},i＝1,2,…,m；其中Ui为测得的励磁电压值，Ii为测得的励磁机励磁电流值，m为大于等于2的正整数；(2)由最小二乘法原理，建立以下迭代方程组：其中C1和C2为励磁机饱和系数，由最小二乘法原理可知，满足上式的饱和系数C1和C2拟合的曲线有最小的均方差；(3)从变量C2的某个初始值C2,1出发，依步骤(2)的前两式，解出变量C1的两个初始值C1,1(1)和C1,1(2)：(4)将解出的两个C1初始值一起代入判别式：F1＝C1,1(1)-C1,1(2)(5)若上述判别式结果大于0，则减小C2的数值使其为C2,2；若结果小于0，则增加C2的数值使其为C2,2：C2,2＝C2,1-0.1,if(C1,1(1)-C1,1(2))>0，C2,2＝C2,1+0.1,if(C1,1(1)-C1,1(2))<0，(6)用步骤(5)得到的C2的新值C2,2，重复计算步骤(3)-(4)的公式，得到新的值F2：(7)用割线迭代公式，计算C2的修正值C2,3：(8)重复步骤(6)-(7)，进行迭代求解：(9)当步骤(8)中第三个方程式绝对值小于10-9时，即可得满足条件的饱和系数C1和C2，其中C1取最后一次计算C1(1)和C1(2)的平均值。本发明的有益效果：1、具有比人工判读更为准确一致的计算结果，避免了不同人工判读结果不同的问题；2、基于最小二乘法的原理进行拟合，拟合曲线的均方差最小；3、使用的割线迭代法，可在有限的迭代次数得到计算结果。附图说明图1是本发明采用的测试数据示意图；图2是采用本发明计算的饱和系数C2迭代的示意图。具体实施方式下面将结合本发明中的附图和具体实例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。某同步发电机励磁机进行空载特性试验，测量得到空载特性曲线如图1所示。读取试验测试数据，得到一组空载特性数据如下：其中U为测得的励磁电压值，I为测得的励磁机励磁电流值。给定饱和系数C2,1的初始值C2,1＝1，代入迭代方程组的第一、第二式：可解得饱和系数C1的两个初始值C1,1(1)和C1,1(2)：计算判别式：F1＝C1,1(1)-C1,1(2)＝-1.97×10-7判别式小于0，增加C2的数值：C2,2＝1+0.1＝1.1将C2,2代入迭代方程组继续计算C1：计算判别式：F2＝C1,2(1)-C1,2(2)＝-4.51×10-8用割线公式计算C2：进入迭代循环计算，结果见下表：当迭代到第五次，判别式的绝对值小于10-9，迭代结束，此时得到的饱和系数为：饱和系数C2的迭代过程如图2所示。将本发明的算法和常规算法的方差进行比较，由测试数据可读出：解如下方程组求得C1和C2：解得：比较常规算法和本发明割线迭代法的方差如下：可见割线迭代法的方差远小于常规算法的方差，其拟合精度更高。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。