福建电力与电工1-Page2中,AVR输出的励磁电压限幅上限值为188V,下限值为-80V,而制造厂家提供的限幅范围为-160~160V.显然,厂家提供的参数与实测参数存在有误差,应以实测的数据为准。
因为频域辨识法和时域辨识法只能进行线性参数的辨识,而实际的励磁系统存在着限幅、死区一些非线性环节,其辨识结果无法反映出非线性动态特性;所以提出了一套基于遗传算法群体优化的智能辨识法,可辨识出励磁系统中的非线性环节的参数。依据GA算法辨识得出的标准励磁模型IEEEAC2和PSS模型IEEEST的框图及参数。
IEEEAC2标准励磁模型的RTDS仿真试验IEEEAC2标准模型RTDS建模为发电机励磁系统仿真模型,其中RTDS采用的发电机模型参数如;励磁系统采用IEEEAC2标准模型,参数见;PSS采用IEEEST模型,参数。
现场实测的励磁系统模型参数框图发电机空载+10%阶跃响应试验波形发电机空载-10%阶跃响应试验波形采用频域辨识法、时域辨识法和智能辨识法进行该发电机励磁系统的现场测试和模型参数辨识。
频域辨识法基于经典控制理论,将励磁系统的各环节视为单输入-单输出系统,在MEC3300T调节器的综合端输入0.1~400Hz的伪随机小幅信号,用以产生小幅扰动的输出信号,利用HP35670A动态信号分析仪器进行频谱特性分析和现场参数拟合,即可得出发电机励磁系统的模型参数。
时域辨识法基于现代控制理论,利用时域辨识软件可获得励磁系统各环节的参数。当机组保持空载、额定运行工况时,在MEC3300T调节器的综合端输入10%及-10%阶跃信号,录取机端电压和AVR输出的励磁电压等信号,得到和的阶跃响应试验波形。
发电机空载±10%阶跃响应RTDS仿真试验国家电力调度通信中心调运[2005]59号文件对发电机励磁系统建模工作进行了规范,对于稳定计算用的发电机励磁系统模型,空载阶跃响应仿真的发电机电压与试验结果的各指标误差应在以下范围内:(1)发电机空载条件下的电压调节精度均高于1%;(2)发电机电压的上升时间TR相差不大于0.1s;(3)发电机电压的峰值时间TP相差不大于0.1s;(4)发电机电压的超调量MP相差不大于50%;(5)调整时间TS相差不大于2s.
在利用该发电机IEEE标准励磁模型的RTDS仿真系统中,进行空载±10%阶跃响应仿真试验,波形和,仿真结果中的发电机电压与实测结果的比较见,可见各指标误差均符合上述国调文件的要求,表明RTDS中的IEEEAC2标准励磁模型参数是正确的。
由于是三机无刷励磁方式,现场只能录取到励磁调节器输出的电压和电流(即励磁机的励磁电压和励磁电流,和);而在RTDS仿真试验中采用IEEEAC2标准励磁模型进行空载阶跃试验,录取到的是发电机转子电压和转子电流;因而无法将仿真试验结果与现场的波形数据比对。
发电机负载3%阶跃响应RTDS仿真试验RTDS仿真发电机带600MW负载进行3%阶跃响应试验,PSSON/OFF两种工况下的仿真结果一致,由此可知,在PSSON情况下,RTDS仿真的IEEEST标准PSS模型无信号输出,说明该PSS模型未能起到抑制低频振荡的作用。通过与加拿大RTDS公司技术人员联系,了解到该IEEEST模型的源代码存在错误(bug),需要修改RSCAD软件,待更新软件版本后才能解决此问题。
时间/sIEEEAC2励磁模型+10%阶跃响应RTDS仿真波形时间/sIEEEAC2励磁模型-10%阶跃响应RTDS仿真波形4-Page5RTDS自定义励磁系统建模研究RTDS自定义模型建模根据发电机励磁系统实测模型参数,建立RTDS的自定义励磁系统模型利用此自定义励磁系统模型进行RTDS仿真试验。
发电机空载,±10%阶跃响应RTDS仿真试验发电机自定义励磁模型的RTDS仿真系统中,进行空载±10%阶跃响应试验,波形1和2,各指标均符合国调调运[2005]59号文件的要求,波形中机端电压和AVR输出电压的对比见,其变化幅值和调节时间基本一致,由此表明RTDS自定义励磁系统模型参数是比较精确的。
结语根据辨识得到的IEEE标准励磁模型参数和自定义励磁模型参数建立的RTDS建模,可以进行与实测波形的比对试验分析;且实测励磁系统模型相对于厂家提供模型,有更强的实用性。