内环电流控制器的控制方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种内环电流控制器的控制方法与系统，用于对VSC-HVDC系统中内环电流控制器进行控制，内环电流控制器中内置有PI控制器，采样用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI控制器的输出电压值和相邻采样时刻输出电压值的变化值，根据采样值进行模糊免疫自适应PID推理，获得当前采样时刻PI控制器的比例系数与积分系数，在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。整个过程中，自适应地调节内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数，具有更好的鲁棒性，更好的控制精度和动态性能，适用于VSC-HVDC系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流输电
，特别是涉及内环电流控制器的方法与系统。
技术介绍
VSC-HVDC(轻型直流输电）系统以电压源型换流器（VSC)为核心，硬件上采用绝 缘栅双极型晶体管（IGBT)等可关断器件，控制上采用脉宽调制技术（PffM)以达到具有高可 控性直流输电的目的。随着电力电子器件制造技术发展。VSC-HVDC系统得到越来越多的 应用，与传统的高压直流输电相比，VSC-HVDC系统具有可以减少换流器设备，工作在无源逆 变状态，适用于无源网络以及实现有功无功独立控制等优点。VSC-HVDC系统实现其功能的 关键部位之一是内环电流控制器，在内环电流控制器内内置有PI (proportional integral controller，比例调节和积分调节）控制器，PI控制器根据已加载的控制方式对内环电流 控制器的输出量进行调节。 图1为传统VSC-HVDC双闭环矢量控制系统总体框图，在图1中，外环控制有功功 率P和无功功率Q，内环为电流控制环，输出的《和~《经过Park反变换，得到va、vb以及V a， 此即为调制波，经与载波比较后，得到IGBT的驱动信号，实现输出电压控制。 虽然VSC-HVDC系统目前具备上述众多优点，但两端连接有源网络的VSC-HVDC 系统本身是一个非线性，强耦合的控制对象，所以传统的内环电流控制器中双闭环PI控 制并不能解决VSC-HVDC系统本身非线性带来的抗干扰能力差，参数多带来的参数整定困 难。正是由于传统内环电流控制器中PI控制器已经确定不能更改，而在实际过程中由于 VSC-HVDC系统非线性、功率和电压干扰等因素，控制品质下降，使得整个VSC-HVDC系统在 功率提升阶段和功率跌落等扰动情况时动态性能指标变差，长期看来可能会影响电力电子 器件的使用寿命乃至整个VSC-HVDC系统的寿命。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有内环电流控制器的控制器方法无法适用于VSC-HVDC系 统，严重影响VSC-HVDC系统性能的问题，提供一种适用于VSC-HVDC系统的内环电流控制器 的方法与系统。 -种内环电流控制器的控制方法，用于对VSC-HVDC系统中内环电流控制器进行 控制，所述内环电流控制器中内置有PI控制器； 所述内环电流控制器的控制方法包括步骤： 采样用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI控制器的输出电压值， 并将当前采样时刻的所述输出电压值与上一采样时刻的所述输出电压值比较，获得相邻采 样时刻之间的输出电压偏差值； 根据所述当前采样时刻的所述输出电压值与所述相邻采样时刻之间的输出电压 偏差值，进行模糊免疫自适应PID (Proportion Integration Differentiation，比例积分 微分）推理，获得当前采样时刻PI控制器的比例系数与积分系数； 在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。 -种内环电流控制器的控制系统，用于对VSC-HVDC系统中内环电流控制器进行 控制，所述内环电流控制器中内置有PI控制器； 所述内环电流控制器的控制系统包括： 采样计算模块，采样用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI控制器 的输出电压值，并将当前采样时刻的所述输出电压值与上一采样时刻的所述输出电压值比 较，获得相邻采样时刻之间的输出电压偏差值； 模糊免疫处理模块，用于根据所述当前采样时刻的所述输出电压值与所述相邻采 样时刻之间的输出电压偏差值，进行模糊免疫自适应PID推理，获得当前采样时刻PI控制 器的比例系数与积分系数； 调整模块，用于在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。 本专利技术内环电流控制器的控制方法与系统，用于对VSC-HVDC系统中内环电流控 制器进行控制，内环电流控制器中内置有PI控制器，采样用于补偿电网电流扰动在等效电 抗器上电压降的PI控制器的输出电压值和相邻米样时刻输出电压值的变化值，根据米样 值进行模糊免疫自适应PID推理，获得当前采样时刻PI控制器的比例系数与积分系数，在 线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。整个过程中，自适应地调节内 环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数，具有更好的鲁棒性，更好的控制精度和 动态性能，适用于VSC-HVDC系统。【附图说明】 图1为传统VSC-HVDC双闭环矢量控制系统总体框图； 图2为本专利技术内环电流控制器的控制方法第一个实施例的流程示意图； 图3为本专利技术内环电流控制器的控制方法第二个实施例的流程示意图； 图4为本专利技术内环电流控制器的控制系统第一个实施例的结构示意图； 图5为本专利技术内环电流控制器的控制系统第二个实施例的结构示意图； 图6为仿真实验中应用本专利技术内环电流控制器的控制方法与系统处理后有功功 率跟踪情况不意图； 图7为仿真实验中传统PI控制有功功率跟踪情况示意图。【具体实施方式】 一种内环电流控制器的控制方法，用于对VSC-HVDC系统中内环电流控制器进行 控制，所述内环电流控制器中内置有PI控制器。 如图2所示，所述内环电流控制器的控制方法包括步骤： SlOO :采样用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI控制器的输出电 压值，并将当前采样时刻的所述输出电压值与上一采样时刻的所述输出电压值比较，获得 相邻采样时刻之间的输出电压偏差值。 用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降作为PI控制器的输入值，这里采 样PI控制器的输出值，采样第k时刻用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI 控制器的输出电压值UdGO和上一采样时刻的输出电压值仏&-1)，计算UdGO与U d(k-1) 之间的输出电压偏差值Au(k)。这里采样是基于预设的采样周期进行采集的，对于电压采 集可以选用电压表等仪器设备，并结合存储设备将采集的数据存储，非必要的，整个采集过 程是一个实时过程，即实时采集UdGO和仏&-1)，记录不同采样时刻下的仏〇〇和仏&-1) 并记录下相应的输出电压偏差值Au(k)。 S200 :根据所述当前采样时刻的所述输出电压值与所述相邻采样时刻之间的输出 电压偏差值，进行模糊免疫自适应PID推理，获得当前采样时刻PI控制器的比例系数与积 分系数。 模糊免疫自适应PID推理是PID算法与模糊控制理论相结合的一种控制理论，其 基本原理为：找出PID的三个参数（比例、积分、微分）与误差e和误差变化率e。之间的模 糊关系，在运行中不断检测误差e和误差变化率e。，根据确定的模糊控制规则来对三个参 数进行在线调整，满足不同误差e和误差变化率e。时对三个参数的不同要求。在这里，以 Ud(k)和Δ u (k)作为模糊免疫自适应PID推理的输入，分别获得当前采样时刻PI控制器的 比例系数Kp和积分系数K 1<3 S300 :在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。 将计算获得的当前采样时刻PI控制器的比例系数与积分系数输入至内环电流控 制器的PI控制器中，在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。 本专利技术内环电流当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内环电流控制器的控制方法，其特征在于，用于对VSC‑HVDC系统中内环电流控制器进行控制，所述内环电流控制器中内置有PI控制器；所述内环电流控制器的控制方法包括步骤：采样用于补偿电网电流扰动在等效电抗器上电压降的PI控制器的输出电压值，并将当前采样时刻的所述输出电压值与上一采样时刻的所述输出电压值比较，获得相邻采样时刻之间的输出电压偏差值；根据所述当前采样时刻的所述输出电压值与所述相邻采样时刻之间的输出电压偏差值，进行模糊免疫自适应PID推理，获得当前采样时刻PI控制器的比例系数与积分系数；在线调整内环电流控制器中PI控制器的比例系数与积分系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏承志，徐泽龙，黄维芳，赵曼勇，曾勇刚，黎小林，文安，牟敏，金鑫，叶睆，李正红，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44