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复杂输水系统下的大型水轮机模型辨识对保证电力系统稳定分析与控制的质量具有重要作用。传统的PRBS方法需根据具体对象确定测试信号参数，若参数不当可能影响机组运行安全，限制了其在大型水电机组上的应用。该文提出一种基于随机负荷波动的水轮机模型辨识方法，并应用于北京十三陵抽蓄电站。北京十三陵抽蓄电站装机4×200MW，具有上、下游调压井，输水系统结构复杂。该辨识方法直接以并网机组在随机负荷波动下的机端功率和接力器位移等量测数据作为原始数据，采用增广最小二乘法进行模型辨识，具有不需特意外加激励信号、不影响