基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发电机空载曲线饱和系数计算方法，具体是一种基于二分迭代法 的发电机饱和系数计算方法。
【背景技术】
[0002] 发电机励磁系统参数计算中，饱和系数a，b和η的计算是一个关键参数，该参数的 定义如下：
[0003] If = aU+b(U)n
[0004] 其中If是在进行发电机空载特性测试后，测得励磁电流的标么值，U是进行发电机 空载特性测试后，测得机端电压的标幺值。
[0005] 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。由发电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。
[0006] 目前广泛应用的计算方法，只用到气隙线和空载饱和曲线上，分别对应1倍和1.2 倍额定电压值处的励磁电流值进行计算：
[0008] 其中IfB、Ifj是发电机气隙线上分别对应1倍和1.2倍额定电压值处的励磁电流值， If〇、IfK是发电机空载曲线上分别对应1倍和1.2倍额定电压值处的励磁电流值。
[0009] 由上式可知饱和系数由发电机空载特性试验曲线决定，但实际现场试验中发电机 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 If〇，，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。
【发明内容】
[0010] 本发明提供一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法计算方法，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。
[0011] -种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法计算方法，包括如下步骤：
[0012] (1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：
[0013] X={Ii，Ui}，i = l，2，."，m;
[0014]其中仏为测得的机端电压值，^为测得的励磁电流值，m为大于等于2的正整数； [0015] (2)由最小二乘法原理，建立以下迭代方程组：
[0017]其中a，b和η为发电机饱和系数。由最小二乘法原理可知，满足上式的饱和系数a，b 和η拟合的曲线有最小的均方差。
[0018] (3)从变量η的某个初始值m出发，依步骤(2)的前两式：
[0020] 解出变量ai、b1:
[0021] (4)将解出的&1士1 一起代入步骤(2)的第三式左边进行计算，若结果大于0,则减小 η的数值;若结果小于0，则增加 η的数值：
[0024] (5)将η修正值代入前两式再次解出变量a2、b2,并一起代入第三式进行校核计算； [0025] (6)重复步骤(4)-(5)直到第三式左侧变号，并令；
[0026] η」= 0 · 5(n」-i+nj-2)
[0027] (7)将η修正值代入前两式再次解出变量a2、b2,并一起代入第三式；
[0028] (8)使用二分法对η进行逐次逼近：
[0031] (9)循环以上过程(7)_(8)。当第三个方程式左侧绝对值小于10e-8时，即可得满足 条件的饱和系数a、b、η。
[0032] 本发明的有益效果：
[0033] 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；
[0034] 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；
[0035] 3、使用的二分迭代法，可使用较少的迭代次数得到计算结果。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明采用的测试数据示意图；
[0037] 图2是采用本发明计算的饱和系数η迭代的示意图。
【具体实施方式】
[0038] 本发明提供一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法计算方法，包括如下 步骤：
[0039] (1)通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据：
[0040] X={Ii,Ui} ,? = 1,2,···,πι；
[0041] 其中仏为测得的机端电压值，^为测得的励磁电流值，m为大于等于2的正整数；
[0042] (2)由最小二乘法原理，建立以下迭代方程组：
[0044] 其中a，b和η为发电机饱和系数。由最小二乘法原理可知，满足上式的饱和系数a，b 和η拟合的曲线有最小的均方差。
[0045] (3)从变量η的某个初始值m出发，依步骤(2)的前两式：
[0047] 解出变量ai、b1:
[0048] (4)将解出的&1士1 一起代入步骤(2)的第三式左边进行计算，若结果大于0,则减小 η的数值;若结果小于0，则增加 η的数值：
[0051] (5)将η修正值代入前两式再次解出变量a2、b2,并一起代入第三式进行校核计算；
[0052] (6)重复步骤(4)-(5)直到第三式左侧变号，并令；
[0053] η」= 0 · 5(n」-i+nj-2)
[0054] (7)将η修正值代入前两式再次解出变量a2、b2，并一起代入第三式；
[0055] (8)使用二分法对η进行逐次逼近：
[0058] (9)循环以上过程(7)_(8)。当第三个方程式左侧绝对值小于10e-8时，即可得满足 条件的饱和系数a、b、η。
[0059] 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。
[0060] 某同步发电机进行空载特性试验，测量得到空载特性曲线图1所示。读取试验测试 数据，得到一组空载特性数据如下：
[0063]给定初始n = 4,代入迭代方程组的第一、第二式：
[0067]将a、b并一起代入第三式左侧：
[0069]左侧项小于零，增加 η的值：
[0070] η = 4+1 = 5
[0071] 依次循环计算，结果见下表：
[0073]当迭代到第五次，η = 8时，第三式左侧项变号，此时令：
[0074] η6 = 0 · 5(n5+ru) =7 · 5
[0075] 继续迭代计算，结果如下：
[0077]当迭代到第17次时（如图2所示），左侧项小于1E-8,迭代结束，此时得到的饱和系 数为：
[0079]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。
【主权项】
1. 一种基于二分迭代法的发电机饱和系数计算方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 通过发电机空载特性试验，得到一组发电机空载试验数据： X={li，Ui}，i = l，2，···，!!!； 其中化为测得的机端电压值，Ii为测得的励磁电流值，m为大于等于2的正整数； (2) 建立W下迭代方程组：其中a，b和η为发电机饱和系数， (3) 从变量η的某个初始值m出发，依步骤(2)的前两式：解出变量ai、bi: (4) 将解出的ai、bi-起代入步骤(2)的第Ξ式左边进行计算，若结果大于0,则减小η的 数值;若结果小于0，则增加 η的数值：(5) 将η的修正值代入步骤(2)的前两式再次解出变量a2、b2,并一起代入步骤(2)的第Ξ 式进行校核计算； (6) 重复步骤(4)-巧)直到第Ξ式左侧变号，并令； nj = 0.5(nj-i+nj-2) (7) 将η的修正值代入步骤(2)的前两式再次解出变量a2、b2,并一起代入步骤(2)的第Ξ 式； (8) 使用二分法对η进行逐次逼近：(9) 循环W上过程(7)-(8)，当第Ξ个方程式左侧绝对值小于lOe-別寸，即可得满足条件 的待定系数a、b、n。
【专利摘要】本发明提供一种基于二分迭代法的发电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。本方法避免了靠人工辨识导致的误差，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，基于最小二乘法的原理进行拟合，拟合曲线的均方差最小，使用的二分迭代法，可使用较少的迭代次数得到计算结果，并可适应含干扰的测试数据。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105574353
【申请号】CN201610042030
【发明人】周鲲鹏, 万黎
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月22日