一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方法。运用自适应控制器代替HVDC系统中参数固定的PI控制器，可提升HVDC控制器应对系统不同运行状况的灵活性，从而提升系统的鲁棒性，抑制换相失败。本文采用了一种基于PI控制器运算公式离散化推导的自适应PI控制器，打破了现有的自校正控制器依赖参考模型的局限和模糊自适应PI控制器运算复杂且需先判断出故障类型再选择最优控制方式的局限。

【技术实现步骤摘要】

专利技术属于电力系统运行与控制
，特别涉及一种提高HVDC系统抑制换相 失败能力的自适应PI控制方法。
技术介绍
高压直流输电（high-voltagedirectcurrent，下文简称HVDC)系统输电容量大、 损耗小、传输功率调节灵活迅速，因此在远距离大容量输电、大区电网互联及跨海峡输电等 方面应用广泛。 换相失败作为HVDC系统逆变侧最常见的故障之一，其发生过程如下：逆变侧交流 系统故障引起交流电压幅值降低、直流电流突增或交流换相电压过零点相角偏移，导致逆 变器关断角减小，换流阀没有足够的时间来恢复其阻断能力，从而使原先应关断的阀不关 断，应导通的阀不导通。换相失败将导致直流系统瞬时传输功率中断，若采取的控制措施不 当，还会引发后继换相失败，严重时甚至引起直流系统闭锁。 用自适应控制器替代系统中的传统PI控制器，使控制器能够根据系统运行参数 的变化调节自身控制参数以达到最优控制，从而提高HVDC控制器应对系统不同运行状况 的灵活性，最终提升系统的鲁棒性以抑制换相失败。 然而，现有的用于HVDC系统的自适应控制器中，自校正控制器需要依赖参考模 型，而基于模糊逻辑的自适应PI控制器，其模糊逻辑运算复杂，且需先判断出故障类型再 根据列表选择相应的最优控制方式和模糊逻辑，因而难以运用到实际工程当中，同时抵御 换相失败的能力比较低。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种能更好的适用于 实际工程中，有效增强了系统的鲁棒性的一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应 PI控制方法。 技术方案：本专利技术提供了一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制 方法，包括以下步骤： 步骤1 :获取t时刻的测量信号Sm(t)和期望信号Sss(t)，并计算测量信号Sm(t)和 期望信号Sss(t)之间的误差； 步骤2 :判断Sm(t)和Sss(t)误差的绝对值是否大于误差裕度，若小于，重复步骤 1 ;若不小于，根据下式计算参考信号SMf(t);【主权项】1. 一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方法，其特征在于：包括以 下步骤： 步骤1 :获取t时刻的测量信号Sm(t)和期望信号Sss(t)，并计算测量信号Sm(t)和期 望信号Sss⑴之间的误差； 步骤2 :判断Sm(t)和Sss(t)误差的绝对值是否大于误差裕度，若小于，重复步骤1 ;若 不小于，根据下式计算参考信号SMf(t); V,, (? = -V1 (r) - (.V. (r) - 5," {t))e^ , τ =0.0 Is 其中，e为自然常数，τ为时间常数； 步骤3 :根据下式计算PI控制器的比例参数Kp和积分参数K i，随即将新的Kp、Ki参数 赋给PI控制器，然后重复步骤1。 Δ S(t) = Sref (t)-Sm (t) A = AS(t)-AS(t-Ts) ms = (Ki (t〇)) / (Kp (t〇))Ki (t) = msXKp(t) 上述式中，AS(t)表示参考信号和测量信号的误差；1；表示采样间隔；A表示两次采样 间隔AS(t)的变化；ms表示系统受到扰动后K^Kp的理想比例；ks为一个比例系数；R取 值为1;八3_=八3(%)4 (|为系统检测到3"1(〇和335(〇之间误差的绝对值大于设定的数 值的时刻。2. 根据权利要求1所述的一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方 法，其特征在于：对于系统中整流侧的PI控制器，所述步骤1中的测量信号Sm(t)为整流侧 直流电流测量值，所述期望信号S ss(t)为整流侧直流电流整定值；对于系统中逆变侧的PI 控制器，所述步骤1中的测量信号Sm(t)为逆变侧直流电流测量值或逆变器关断角测量值， 所述期望信号S ss(t)为逆变侧直流电流整定值的修正值或逆变器关断角整定值。【专利摘要】本专利技术公开了一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方法。运用自适应控制器代替HVDC系统中参数固定的PI控制器，可提升HVDC控制器应对系统不同运行状况的灵活性，从而提升系统的鲁棒性，抑制换相失败。本文采用了一种基于PI控制器运算公式离散化推导的自适应PI控制器，打破了现有的自校正控制器依赖参考模型的局限和模糊自适应PI控制器运算复杂且需先判断出故障类型再选择最优控制方式的局限。【IPC分类】H02J3-36【公开号】CN104734172【申请号】CN201510093139【专利技术人】孙国强, 高楷, 卫志农, 孙永辉, 楚云飞, 陈 胜 【申请人】河海大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月2日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高HVDC系统抑制换相失败能力的自适应PI控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取t时刻的测量信号Sm(t)和期望信号Sss(t)，并计算测量信号Sm(t)和期望信号Sss(t)之间的误差；步骤2：判断Sm(t)和Sss(t)误差的绝对值是否大于误差裕度，若小于，重复步骤1；若不小于，根据下式计算参考信号Sref(t)；Sref(t)=Sss(t)-(Sss(t)-Sm(t))e-tτ,τ=0.01s]]>其中，e为自然常数，τ为时间常数；步骤3：根据下式计算PI控制器的比例参数Kp和积分参数Ki，随即将新的Kp、Ki参数赋给PI控制器，然后重复步骤1。ΔS(t)＝Sref(t)‑Sm(t)A＝ΔS(t)‑ΔS(t‑Ts)mS＝(Ki(t0))/(Kp(t0))kS=R×ΔS(t0)(Kp(t0)ΔS(t0)+Ki(t0)∫t0t0+5τΔS(t)dt)×ΔSmax]]>Kp(t)=kS×ΔS(t)(ΔS(t)+mS×∫tt+TSAdt)]]>Ki(t)＝mS×Kp(t)上述式中，ΔS(t)表示参考信号和测量信号的误差；Ts表示采样间隔；A表示两次采样间隔ΔS(t)的变化；mS表示系统受到扰动后Ki和Kp的理想比例；kS为一个比例系数；R取值为1；ΔSmax＝ΔS(t0)，t0为系统检测到Sm(t)和Sss(t)之间误差的绝对值大于设定的数值的时刻。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国强，高楷，卫志农，孙永辉，楚云飞，陈胜，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32