基于模型-数据混合驱动的同步电机励磁电流在线估计方法

作     者：刘沐霖 姜彤 徐永金 王锐 

作者机构：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室 通用电气(上海)电力技术有限公司 安徽淮南平圩发电有限责任公司 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主　　题：汽轮发电机 动态保梯电抗 理论励磁电流在线估计 机器学习 

摘      要：励磁电流是大型汽轮发电机组的一个必要监视参数，励磁电流不仅直接影响发电机的运行效率、转子绕组的温升，还与电机的稳定运行控制和故障检测密切相关。其中，通过将估计理论励磁电流与测量励磁电流进行比较分析，可以为多种转子内部故障的在线判别提供重要依据。现有理论励磁电流在线估计方法中，同步电机模型方法可解释性强但计算精度较低，机器学习方法精度高但鲁棒性不足。针对这些问题，结合以上两种计算方法的优点，提出了一种基于模型-数据混合驱动的同步电机励磁电流在线估计方法。在已有同步电机模型的基础上，引入对动态保梯电抗的参数估计，该电抗由机器学习建模并估计，代替先前固定保梯电抗值参与理论励磁电流的计算。所提算法分别在PSCAD仿真数据以及某电厂644MW汽轮发电机组实际运行数据上进行了实验，验证了准确性。此外，在该电厂同一机组匝间短路故障运行期间运行数据上进行了故障判别的实验，验证了所提算法在故障在线检测方面的可行性及高效性。