Assessment of the accuracy of synchronous generator model parameter estimation based on noisy dynamic waveforms

• Autorzy: Berhausen S. , Paszek S.

Warianty tytułu

PL

Ocena dokładności estymacji parametrów modelu generatora synchronicznego przy wykorzystaniu zaszumionych przebiegów dynamicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, there are presented the results of parameter estimation of the mathematical model of a synchronous generator operating in a single-machine power system. Noisy dynamic waveforms caused by introducing a disturbance in the form of a step change in the reference voltage or a pseudorandom signal to the generator voltage regulator system were the basis of estimation. It was assumed that the generator load was close to the rated one. Finite and infinite impulse response zero-phase digital filters were used for filtering the waveforms. The least squares method was used for parameter estimation, and the gradient method was applied to minimization of the mean square error.

PL

W artykule przedstawiono wyniki estymacji parametrów modelu matematycznego generatora synchronicznego pracującego w jednomaszynowym systemie elektroenergetycznym. Podstawą estymacji są zaszumione przebiegi dynamiczne wywołane wprowadzeniem do układu regulacji napięcia generatora zakłócenia w postaci skokowej zmiany napięcia zadanego lub sygnału pseudolosowego. Założono, że generator pracuje blisko znamionowego obciążenia. Do filtracji przebiegów wykorzystano filtry cyfrowe o zerowym przesunięciu fazowym o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej. Do estymacji parametrów wykorzystano metodę najmniejszych kwadratów, a do minimalizacji błędu średniokwadratowego metodę gradientową.

Słowa kluczowe

EN

parameter estimation; synchronous generator; pseudorandom signal; PRBS; waveform filtering; zero-phase filter

PL

estymacja parametrów; generator synchroniczny; sygnał pseudolosowy; filtracja przebiegów; filtr o zerowym przesunięciu fazowym

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 7
• Strony: 16--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Berhausen S.

• Silesian University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Institute of Electrical Engineering and Computer Science ul. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

autor

Paszek S.

• Silesian University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Institute of Electrical Engineering and Computer Science ul. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] IEEE Guide: Test Procedures for Synchronous Machines, IEEE Standard 115 – 1995, (Dec. 1995)
• [2] IEEE Standard Procedures for Obtaining Synchronous Machine Parameters by Standstill Frequency Response Testing, IEEE Standard 115A-1987, (May 1987)
• [3] Kamwa I., Viarouge P., Le-Huy H., Dickinson E.J.: Threetransfer-function approach for building phenomenological models of synchronous machines, Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings, Vol. 141, Issue: 2, (Mar 1994), pp. 89-98
• [4] Majka Ł., Szuster D.: Application of the stationary DC decay test to industrial turbogenerator model parameter estimation. Przegląd Elektrotechniczny, R. 90, Nr 4 (2014), s. 242-245
• [5] Berhausen S., Boboń A., Paszek S.: Estymacja parametrów elektromagnetycznych turbogeneratora na podstawie zweryfikowanych pomiarowo przebiegów obliczonych metodą elementów skończonych, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 8, s. 16-21
• [6] IEEE Std 1110-2002: IEEE Guide for Synchronous Generator Modeling Practices and Applications In Power System Stability Analyses, (2003)
• [7] Jahromi, M.E.; Firouzi, B.; Ranjbar, A.M.: Possibility of large synchronous generator parameters estimation via on-line field tests using genetic algorithm. Power India Conference, 2006 IEEE, 10-12 (April 2006)
• [8] Berhausen S., Paszek S.: Pomiarowa estymacja parametrów modelu matematycznego generatora synchronicznego przy wykorzystaniu sygnałów pseudolosowych. Przegląd Elektrotechniczny, R.89, Nr 9 (2013), s. 1-5
• [9] Kyriakides E., Heydt G.T, Vittal V.: Online parameter estimation of round rotor synchronous generators including magnetic saturation, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20, No. 3 (Sep. 2005), pp. 529-537
• [10] Vermeulen H.J., Strauss J.M., Shikoana V.: Online estimation of synchronous generator parameters using PRBS perturbations. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 17, No. 3 (August 2002), pp. 674-700
• [11] Berhausen S., Paszek S.: Estymacja parametrów modelu generatora synchronicznego pracującego w wielomaszynowym systemie elektroenergetycznym. Przegląd Elektrotechniczny, Nr 8 (2011), s. 192-197
• [12] de Mello F.P., Hannett L.H.: Validation of Synchronous Machine Models and Derivation of Model Parameters from Tests. IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol. 100, No. 2 (Feb. 1981), pp. 662-672
• [13] Power Technologies, a Division of S&W Consultants IN\nc.: Program PSS/E Application Guide. Siemens Power Technologies Inc., (2002)
• [14] Paszek S., Nocoń A.: Optimisation and Polyoptimisation of Power System Stabilizer Parameters. Monograph, LAMBERT Academic Publishing, Saarbrücken, Germany, (2014)
• [15] Paszek. S.: Use of Pareto optimisation for tuning power system stabilizers. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Vol. 60, No1 (2012), pp. 125-131
• [16] Mathworks Inc.: MATLAB, Signal Processing Toolbox User’s Guide, (2001)
• [17] Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, (2005)
• [18] Kormylo J., Jain V.: Two-pass recursive digital filter with zero phase shift. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. 22, Issue 5, (Oct. 1974), pp. 384-387.
• [19] Agrawal B., Heydt G.T., Karayaka H.B., Keyhani A., Selin D.: Methodology Development for Estimation of Armature Circuit and Field Winding Parameters of Large Utility Generators. IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 14, No. 4. (December 1999), pp. 901-908.