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基于广域测量系统的双馈风力发电机组在线参数辨识方法

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南方电网技术 2021年第5期15卷 89-97页

作者：李振垚摆世彬方若水孙小湘田志浩李尚远甘德强浙江大学电气学院杭州310058 国网宁夏电力有限公司银川750001

随着电力系统广域测量系统(WAMS)的普遍应用,可以获得大量在线实测数据用于电力系统的计算与分析。本文基于WAMS实测数据对双馈风力发电机(DFIG)进行在线参数辨识方法研究。首先,建立了用于辨识的DFIG简化模型,并证明了基于WAMS实测数... 详细信息

随着电力系统广域测量系统(WAMS)的普遍应用,可以获得大量在线实测数据用于电力系统的计算与分析。本文基于WAMS实测数据对双馈风力发电机(DFIG)进行在线参数辨识方法研究。首先,建立了用于辨识的DFIG简化模型,并证明了基于WAMS实测数据的电力系统在线参数辨识是一个闭环辨识问题,运用预报误差法(PEM)可以解决闭环辨识问题。然后,提出了卡尔曼滤波法和数据转化法两种技术路线,对比了两者相同点和不同点。最后,通过宁夏电网风电场WAMS实测数据的仿真算例,证明了两种方法的有效性和可行性。

关键词：广域测量系统双馈风机闭环辨识在线辨识预报误差法

基于改进滑模观测器的锂离子电池荷电状态估计方法

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电工电能新技术 2018年第12期37卷 69-78页

作者：隋欣陈永翀张晓虎刘丹丹中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

提出一种基于改进滑模观测器的SOC估计算法,采用sigmoid函数代替传统滑模观测器中的符号函数,并对观测器中的模型参数进行在线更新,进一步消除参数变化带来的模型误差,良好的解决了传统滑模观测器存在的抖振问题,且对参数扰动和模型不... 详细信息

提出一种基于改进滑模观测器的SOC估计算法,采用sigmoid函数代替传统滑模观测器中的符号函数,并对观测器中的模型参数进行在线更新,进一步消除参数变化带来的模型误差,良好的解决了传统滑模观测器存在的抖振问题,且对参数扰动和模型不确定性有很强的鲁棒性。此外,根据电池状态空间方程构建ARMAX模型,并将预报误差法应用于参数辨识中,可充分体现电池的动态特性。为了验证所提方法的估计效果,对锂离子电池在UDDS工况和混合充放电工况下进行测试,结果证明了整套方案的有效性和鲁棒性。

关键词：锂离子电池滑模观测器 sigmoid函数预报误差法荷电状态估计

基于等效电路模型的串联电池组不一致分布特征仿真分析

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电工电能新技术 2018年第9期37卷 24-32页

作者：隋欣张晓虎陈永翀刘丹丹李佳娜韩越中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 北京好风光储能技术有限公司北京100085

车载和电池储能系统中,为了获得高功率需要将单体电池串联后成组运行,但不一致问题的存在会使电池容易遭受过充和过放,缩短电池寿命甚至造成安全隐患。本文针对磷酸铁锂串联电池组,通过预报误差法辨识出模型参数,建立准确的一阶等效电... 详细信息

车载和电池储能系统中,为了获得高功率需要将单体电池串联后成组运行,但不一致问题的存在会使电池容易遭受过充和过放,缩短电池寿命甚至造成安全隐患。本文针对磷酸铁锂串联电池组,通过预报误差法辨识出模型参数,建立准确的一阶等效电路模型,仿真分析电池内阻和极化电压等内部参数。将影响电池不一致的因素分为电池本体参数差异和运行条件差异,其中本体参数包括初始SOC和最大可用容量,运行条件包括放电倍率和放电截止电压。在不同本体参数和运行条件的影响下,将端电压差异分解为开路电压差异、极化电压差异和欧姆压降差异,然后基于串联等效电路仿真分析端电压不一致的具体构成,最后采用基于SOC一致的均衡策略探究均衡条件下电池组电压不一致的分布特点。

关键词：磷酸铁锂电池电池串联模型预报误差法不一致性 SOC均衡

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柔性风力机系统模型参数辨识

太阳能学报 1997年第4期18卷 390-394页

作者：包能胜陈庆新姜桐汕头大学能源与环境科学研究所

应用现代系统辨识理论，采用ＡＲＭＡＸ的模型结构，利用预报误差法，辨识出在某一工况点附近工作的柔性风力机系统的功能模型，将辨识模型仿真结果与系统实验测量数据相对比，并对不同数据段多次辨识，以检验系统辨识模型的可靠性，从... 详细信息

应用现代系统辨识理论，采用ＡＲＭＡＸ的模型结构，利用预报误差法，辨识出在某一工况点附近工作的柔性风力机系统的功能模型，将辨识模型仿真结果与系统实验测量数据相对比，并对不同数据段多次辨识，以检验系统辨识模型的可靠性，从而给出一种新的风机系统建模方法，最后将新方法与传统方法进行对比。

关键词：参数辨识 ARMAX模型预报误差法柔性风力机

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小型无人直升机系统时域辨识方法研究

计算机仿真 2014年第7期31卷 26-30页

作者：陈志贤贺继林宋大雷齐俊桐中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

在小型无人直升机姿态稳定性优化控制问题的研究中,小型无人直升机系统动力学模型具有多耦合、不稳定、高阶易扰等特点,准确的参数模型难以直接辨识。对子空间-PEM法的两阶段法的辨识数据通道、子空间类型、模型结构选取的技术难点进行... 详细信息

在小型无人直升机姿态稳定性优化控制问题的研究中,小型无人直升机系统动力学模型具有多耦合、不稳定、高阶易扰等特点,准确的参数模型难以直接辨识。对子空间-PEM法的两阶段法的辨识数据通道、子空间类型、模型结构选取的技术难点进行研究,提出一种主通道扩展子空间与预报误差法的辨识算法,直接构建状态空间模型、获取模型参数。基于处理后的W-100无人直升机飞行数据,采用上述算法和PEM-GA智能算法进行时域辨识建模、对比与验证。结果表明,上述算法的辨识精度、执行效率明显提高。

关键词：无人直升机系统辨识扩展子空间法预报误差法遗传算法

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异步电机离线参数辨识技术研究

异步电机离线参数辨识技术研究

作者：李婷婷浙江大学

学位级别：硕士

在现今的变频调速领域中,异步电机凭借结构简单、成本低廉、适用性强等一系列优点,在工业生产等多个领域得到了普遍的应用。异步电机的离线参数辨识可以在电机运行之前就测出所需参数,作为设置电机驱动系统的依据,还可以为在线辨识提供... 详细信息

在现今的变频调速领域中,异步电机凭借结构简单、成本低廉、适用性强等一系列优点,在工业生产等多个领域得到了普遍的应用。异步电机的离线参数辨识可以在电机运行之前就测出所需参数,作为设置电机驱动系统的依据,还可以为在线辨识提供足够精度的初值。本文以三相鼠笼异步电机的离线参数辨识为内容,在综述国内外研究现状的基础上,研究了两种离线参数辨识思路,从理论推导和仿真实验验证两方面进行深入分析。主要工作包括:一、针对异步电机在单相试验下的特点,从两相静止α-β坐标系下的基本方程出发,推导参数辨识用的ARMAX模型以获得更强的抗干扰能力,运用预报误差法求解模型,并对迭代时使用的高斯-牛顿法的收敛问题进行了分析,给出解决办法,最终得到定子电阻、定子电感、等效漏感、转子时间常数等电机参数。通过仿真验证此方案。二、利用单相试验下异步电机等效电路中电感元件的响应特点,分别设计输入激励信号,从等效电路方程出发单独辨识励磁电感、等效漏感等参数,并进行仿真验证。三、在基于TMS320F28335型号DSP的异步电机实验平台上,选用伪随机序列为激励信号,用基于预报误差法的离线辨识算法对电机参数进行实际测量,并针对逆变器非线性问题的来源和补偿措施作了详细分析,最终得到实验结果来验证方案的合理性和正确性。

关键词：异步电机离线参数辨识单相试验 ARMAX模型预报误差法等效电路

基于PMU实测小扰动数据的负荷建模方法研究

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同方学位论文库

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基于PMU实测小扰动数据的负荷建模方法研究

作者：方若水浙江大学

学位级别：硕士

电力系统运行方式的制定依赖于一系列的分析计算,比如潮流计算、暂态稳定分析计算、小干扰稳定分析计算等,计算结果的准确程度直接影响电力系统的安全稳定运行。而电力系统仿真计算的基础是仿真模型的建立。在电网元件模型中,负荷模型... 详细信息

电力系统运行方式的制定依赖于一系列的分析计算,比如潮流计算、暂态稳定分析计算、小干扰稳定分析计算等,计算结果的准确程度直接影响电力系统的安全稳定运行。而电力系统仿真计算的基础是仿真模型的建立。在电网元件模型中,负荷模型具有时变性、随机性、复杂性等特点,因此准确建立负荷模型的难度较大。以往基于总体测辨法的负荷建模方法研究通常采用电压幅值波动大于1 0%的响应数据建立负荷模型,而获取这样的数据需要专门试验。与之相对地,可以直接利用电网日常运行的小扰动数据进行负荷在线建模,但相关的研究还未见广泛报道。并且,目前基于总体测辨法的负荷建模方法研究中缺乏负荷建模问题属于开环系统还是闭环系统的相关讨论。基于上述背景,本文针对基于同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)实测小扰动数据的负荷建模问题提出了闭环系统和开环系统中的负荷建模方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)针对基于PMU实测小扰动数据的负荷建模问题,分析了 PMU采集数据的特点,构建了本文使用的负荷模型,并对负荷模型参数辨识方法进行了分析和选择。首先,研究了 WAMS和PMU的工作原理,总结了 PMU实测电网日常运行数据精确度高、数据量大和扰动小的特点。接着建立了本文使用的综合负荷模型,并给出了综合负荷模型传递函数系数与负荷暂态参数之间的解析表达式。最后对系统辨识理论进行了研究,对比了不同的系统辨识方法,这有助于根据不同条件选择适合的负荷建模方法。2)针对闭环系统中的负荷建模问题,提出了一种基于PMU实测小扰动数据的闭环系统负荷建模方法。该方法使用PMU实测电网运行数据进行负荷建模,根据负荷模型响应输出与实测输出之间的误差平方和的变化选择负荷模型的阶次,并同时建立负荷模型和噪声模型。本文所提的闭环系统负荷建模方法改进了先前负荷建模方法的一些不足之处,比如需要专门试验获取负荷建模的数据、不能适用于闭环系统中的负荷建模等问题。此外,针对闭环系统中的负荷模型可辨识性问题,从辨识数据集和负荷模型结构两个方面给出了本文所用负荷模型可辨识的条件。对浙江电网多个节点的负荷建模结果表明,使用PMU实测数据建立的负荷模型的响应输出能够较好地拟合电网的实测输出,验证了本文所提方法的有效性。3)针对开环系统中的负荷建模问题,分析了在开环系统中进行负荷建模需要满足的条件,即其余节点负荷扰动远大于待测节点负荷扰动。在这样的条件下,提出了一种基于PMU实测小扰动数据的开环系统负荷建模方法。该方法选择电流波动较小时的数据集作为负荷建模的数据集,并校正PMU采集数据中的野值,从而提高了负荷建模的精度。与其他开环系统负荷建模方法相比,该方法既能够在线建立负荷模型,又能够获得负荷模型参数的一致性估计,满足了负荷模型的时变性和准确性要求。

关键词：负荷建模闭环辨识环境干扰信号预报误差法

中速磨制粉系统建模及其非线性预测控制方法研究

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中速磨制粉系统建模及其非线性预测控制方法研究

作者：焦健东南大学

学位级别：硕士

作为燃煤电厂重要的辅机设备,中速磨制粉系统的运行状况影响着整个机组的安全和经济运行。中速磨制粉系统具有非线性,迟延以及耦合等特性,是一个复杂的多变量对象。建立精确的机理模型,分析其动态特性并研究适用于中速磨制粉系统的控制... 详细信息

作为燃煤电厂重要的辅机设备,中速磨制粉系统的运行状况影响着整个机组的安全和经济运行。中速磨制粉系统具有非线性,迟延以及耦合等特性,是一个复杂的多变量对象。建立精确的机理模型,分析其动态特性并研究适用于中速磨制粉系统的控制算法具有重要的理论意义和工程应用价值。本文针对单台中速磨制粉系统,建立由微分方程构成的数学模型,研究其动态特性;针对磨煤机出口煤量难以在线测量的问题,设计了滚动时域估计器对出口煤量进行估计;最后研究了基于机理模型的非线性预测控制算法,并应于制粉系统的控制。本文具体内容如下：1、介绍了中速磨制粉系统的组成结构,分别建立了给煤机、冷热风管道和磨煤机的数学模型,并根据现场运行数据,采用预报误差法对模型参数进行辨识。之后进行输入量阶跃响应实验,研究系统的动态特性。2、采用滚动时域估计(MHE)方法对中速磨出口煤量进行估计,并与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行比较,同时分析了滚动时域估计算法的鲁棒性,及滚动窗口长度对算法的影响。仿真实验表明,MHE方法精度高,鲁棒性好,适用于出口煤量的在线估计。3、基于之前建立的机理模型和出口煤量估计,本文提出了基于出口煤量反馈的3输入-3输出非线性预测控制方法,针对给煤指令扰动、水分变化、灰分变化和变工况这几种情形进行仿真实验,然后与传统的的控制方式进行对比。

关键词：机理模型预报误差法滚动时域估计非线性预测控制

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直升机飞行力学模型系统辨识技术研究

直升机飞行力学模型系统辨识技术研究

作者：陈力南京航空航天大学

学位级别：硕士

直升机飞行动力学系统辨识建模与机理建模相比,模型置信度高,适用于直升机飞行品质评估与设计、飞行控制律仿真与验证,对直升机总体以及飞控系统设计具有重要意义。论文以直升机为研究对象,开展直升机试飞试验数据处理、非参数化系统辨... 详细信息

直升机飞行动力学系统辨识建模与机理建模相比,模型置信度高,适用于直升机飞行品质评估与设计、飞行控制律仿真与验证,对直升机总体以及飞控系统设计具有重要意义。论文以直升机为研究对象,开展直升机试飞试验数据处理、非参数化系统辨识与参数化系统辨识技术研究,得到了某直升机飞行动力学辨识模型,并以此方法为基础开发了一套实用的直升机飞行动力学系统辨识软件。论文首先针对直升机飞行试验数据信噪比低、轴间耦合强等特点,研究了飞行试验数据相容性检测、重构和滤波等预处理技术,有效消除了试验数据误差,提高了飞行试验数据的质量;其次,采用线性调频变换技术以及改进的谱估计技术,实现飞行试验数据的轴间解耦,并提出复合分窗方法提高了频率响应精度,然后,辨识得到了非参数化系统辨识模型;再次,基于最小二乘法和预报误差法辨识了直升机飞行动力学模型传递函数阵,以此为基础结合状态子空间法、预报误差法和机理建模先验知识得到了物理意义明确的直升机状态空间飞行力学模型,并用UH60仿真数据对辨识方法进行了验证;最后,基于MATLAB开发了一套具有良好交互性的图形化系统辨识软件,并用XV15的飞行试验数据对软件进行测试验证,将软件的辨识结果与NASA频域综合辨识软件CIFER进行对比,结果表明精度相当,证明了本文理论、方法的可行性和软件的实用性。

关键词：直升机系统辨识数据预处理复合分窗状态子空间法预报误差法