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本发明公开了一种抽水蓄能机组调节系统鲁棒辨识方法，包括以下步骤：(1)获取抽水蓄能机组调节系统运行数据，将原始数据规范至[0,1]区间并划分为训练集和测试集，确定离群鲁棒极限学习机的输入变量；(2)建立离群鲁棒极限学习机模型，并用训练集对其进行训练；(3)采用拉丁超立方和模拟退火算法改进原子搜索算法，并采用改进原子搜索算法优化ORELM模型的权重和偏置；(4)利用训练好的ORELM模型和测试集得到预测值，反归一化后即可得到最终输出。本发明能够被应用于抽水蓄能机组调节系统建模过程中，所提鲁棒辨识方法显著提高了含噪声和离群点场景下模型辨识的精度，最终确保了抽水蓄能机组调节系统辨识的准确性。