一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,控制方法包括：建立基于常规控制的IPFC多目标协调控制系统，制定对应的协调控制策略；针对传统控制器存在的不同工况下的适应功能较差缺陷，设计多目标模糊逻辑控制器及基于模糊自适应控制的协调策略；结合粒子群算法和S1所建传统控制器的优化样本，对IPFC模糊控制器的参数因子进行优化，挖掘IPFC在系统不同运行工况下的协调控制潜力。本发明专利技术多目标协调控制方法结合粒子群优化算法和传统控制器优化样本，设计多目标模糊逻辑控制器，实现对不同目标的有效控制，并就目标间的交互影响制定对应的协调控制策略，挖掘IPFC在系统不同运行工况下的协调控制潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法
本专利技术涉及一种多目标协调控制方法，具体是一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法。
技术介绍
作为一种新型柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystems,FACTS)的代表性器件，线间潮流控制器(InterlinePowerFlowController,IPFC)能够大幅提升电网输电能力与柔性控制水平，节约宝贵的廊道资源与新建输电通道投资，为增加电网输电通道利用率、提高电网运行效率、优化电力系统资源配置提供新的思路。相较于同为第三代FACTS装置的统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController,UPFC)，这种新型装置可以均衡各输电通道潮流，同时准确、灵活地控制不同线路的潮流，避免其他临近重载线路因潮流调控而发生潮流过载的情况。除此之外，IPFC能够根据电力系统的运行状态，实时进行暂态稳定控制及阻尼振荡控制。因此，这种FACTS器件在已有的负荷密集型电网中有着非常广阔的应用前景。然而，IPFC实现这些控制目标的原理并不相同，而目标间也存在着交互影响与矛盾关系，若针对调节某一控制量，其他被控量会出现波动。此外，鉴于系统具有多种约束条件，且在不同运行工况下关注的主要目标也不同，若IPFC采用单一目标的控制策略，则不能满足多种运行要求。因此，作为一种功能强大、建设成本较高的FACTS装置，IPFC应兼顾系统运行的约束条件，针对多种运行工况进行多目标间的协调控制。例如在稳态时着重优化线路潮流分布，受到暂态扰动的过程中则重点抑制系统内的机电振荡，平衡IPFC潮流控制、直流侧电容电压稳定和振荡抑制多个目标的要求，从而实现系统的最优控制。为此，应当分析目标间的相互影响关系，在此基础上提出兼顾各控制目标的协调控制策略，实现多个目标间的协调控制，为IPFC适应不同运行工况、走向工程实用化提供关键技术支撑。鉴于此，本专利提出了一种线间潮流控制器多目标协调控制方法。首先建立了基于常规控制的IPFC多目标协调控制系统，实现了对不同目标的有效控制，并针对目标间的交互影响，制定了对应的协调控制策略。进一步的，针对传统PI控制存在的不同工况下的适应功能较差缺陷，在所建IPFC系统的基础上设计了多目标模糊逻辑控制器及基于模糊自适应控制的协调策略。最后，结合粒子群算法和传统控制器优化样本，对IPFC模糊控制器的参数因子进行优化，挖掘IPFC模糊控制器在系统不同运行工况下的协调控制潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,通过结合粒子群优化算法和传统控制器优化样本，设计多目标模糊逻辑控制器，实现对不同目标的有效控制。并就目标间的交互影响制定对应的协调控制策略，挖掘IPFC在系统不同运行工况下的协调控制潜力；实现了不同工况下对IPFC各目标的兼顾控制，为IPFC适应不同运行工况、走向工程实用化提供关键技术支撑。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,控制方法包括以下步骤：S1：建立基于常规控制的IPFC多目标协调控制系统，实现对不同目标的有效控制，并针对目标间的交互影响，制定对应的协调控制策略；S2：针对传统控制器存在的不同工况下的适应功能较差缺陷，在S1所建传统控制器的基础上设计多目标模糊逻辑控制器及基于模糊自适应控制的协调策略；S3：结合粒子群算法和S1所建传统控制器的优化样本，对IPFC模糊控制器的参数因子进行优化，挖掘IPFC模糊控制器在系统不同运行工况下的协调控制潜力。进一步的，所述S1包括以下步骤：S11：基于PI控制搭建的IPFC主控制器动态模型；S12：在S11所建的IPFC主控制器动态模型的基础上，建立一个基于比例调节的IPFC附加调制控制器，形成协调控制系统；S13：基于S12所搭建的协调控制系统，设计IPFC动态控制策略。进一步的，所述S11包括以下步骤：S111:换流器采用正弦脉宽调制，降低输出电压的谐波含量；S112：dq分解Vseij得到换流器等效电压源Vseijd和Vseijq，Vseij为主控侧等效电压源，Vseijd为分解得到的d分量，Vseijq为分解得到的q分量；dq分解Vseik得到换流器等效电压源Vseikd和Vseikq，Vseik为辅控侧等效电压源，Vseikd为分解得到的d分量，Vseikq为分解得到的q分量；以及受控线路电流Iijd、Iijq、Iikd和Iikq，Iijd为主控侧电流d分量，Iijq为主控侧电流q分量，Iikd为辅控测电流d分量，Iikq为辅控侧电流q分量；并得到控制参数Vseijd′、Vseijq′、Vseikd′和Vseikq′，Vseijd′为Vseijd的控制参数，Vseijq′为Vseijq的控制参数，Vseikd′为Vseikd的控制参数，Vseikq′为Vseikq的控制参数：Xseij为主控侧换流器的电抗，Xseik为辅控侧换流器的电抗；S113：动态模型中需考虑直流电容充放电过程，其充放电方程为：m1、m2为换流器调制比，θ1、θ2为换流器触发角，Cdc为直流侧电容，Vdc为直流侧电压。进一步的，所述S12包括以下步骤：S121：设置隔直环节，Tw为隔直时间常数；该环节具有阻断各类“直流”及时间漂移信号的作用，从而使系统正常运行；S122：设置放大环节，K为放大环节的增益，调制控制器的增益需要限制，设为临界增益的1/5至1/3之间；S123:设置超前与滞后相位校正环节，该环节为多级串联，T1、T3为超前补偿时间常数，T2、T4为滞后补偿时间常数；根据励磁系统的相频特性，选择相位补偿环节串联的个数；S124：选取附加调制器的叠加位置，附加调制器的输出信号dim-sig可叠加于主控侧的潮流常规控制、辅控侧的无功常规控制以及直流侧的电容电压常规控制；将调制控制器叠加于主辅控侧的有功控制。进一步的，所述S13包括以下步骤：S131：稳态时，主控侧采用功率控制、辅控侧则控制线路有功和直流电压，同时与调制控制相结合，将线路功率调控至目标值，达到稳态控制性能；此时，w1＝1，w2＝w3＝w4＝0；S132：故障期间，可封锁IPFC的输出，以保护半导体元件；S133：故障切除后，考虑到串联补偿控制对发电机功角的第一摇摆性能最有利，主控侧切换为串联补偿控制，抑制发电机功角的第一摆振幅，即w2＝1，w1＝w3＝w4＝0；S134：发电机功角达第一摆峰值后，主控侧切换回线路功率控制，同时应用调制控制提高系统阻尼，抑制后续振荡，最终进入稳态运行，此时，w1＝1，w2＝w3＝w4＝0；w1为线路功率控制的权值，w2为串联补偿控制的权值，w3为电压调节控制的权值，w4为相角控制的权值，权值为1时使用，权值为0时不使用；整个过程中仅需两次切换，通过线路功率控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,其特征在于，控制方法包括以下步骤：/nS1：建立基于常规控制的IPFC多目标协调控制系统，实现对不同目标的有效控制，并针对目标间的交互影响，制定对应的协调控制策略；/nS2：针对传统控制器存在的不同工况下的适应功能较差缺陷，在S1所建传统控制器的基础上设计多目标模糊逻辑控制器及基于模糊自适应控制的协调策略；/nS3：结合粒子群算法和S1所建传统控制器的优化样本，对IPFC模糊控制器的参数因子进行优化，挖掘IPFC模糊控制器在系统不同运行工况下的协调控制潜力。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,其特征在于，控制方法包括以下步骤：
S1：建立基于常规控制的IPFC多目标协调控制系统，实现对不同目标的有效控制，并针对目标间的交互影响，制定对应的协调控制策略；
S2：针对传统控制器存在的不同工况下的适应功能较差缺陷，在S1所建传统控制器的基础上设计多目标模糊逻辑控制器及基于模糊自适应控制的协调策略；
S3：结合粒子群算法和S1所建传统控制器的优化样本，对IPFC模糊控制器的参数因子进行优化，挖掘IPFC模糊控制器在系统不同运行工况下的协调控制潜力。


2.根据权利要求1所述的一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,其特征在于，所述S1包括以下步骤：
S11：基于PI控制搭建的IPFC主控制器动态模型；
S12：在S11所建的IPFC主控制器动态模型的基础上，建立一个基于比例调节的IPFC附加调制控制器，形成协调控制系统；
S13：基于S12所搭建的协调控制系统，设计IPFC动态控制策略。


3.根据权利要求2所述的一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,其特征在于，所述S11包括以下步骤：
S111:换流器采用正弦脉宽调制，降低输出电压的谐波含量；
S112：dq分解Vseij得到换流器等效电压源Vseijd和Vseijq，Vseij为主控侧等效电压源，Vseijd为分解得到的d分量，Vseijq为分解得到的q分量；dq分解Vseik得到换流器等效电压源Vseikd和Vseikq，Vseik为辅控侧等效电压源，Vseikd为分解得到的d分量，Vseikq为分解得到的q分量；以及受控线路电流Iijd、Iijq、Iikd和Iikq，Iijd为主控侧电流d分量，Iijq为主控侧电流q分量，Iikd为辅控测电流d分量，Iikq为辅控侧电流q分量；并得到控制参数Vseijd′、Vseijq′、Vseikd′和Vseikq′，Vseijd′为Vseijd的控制参数，Vseijq′为Vseijq的控制参数，Vseikd′为Vseikd的控制参数，Vseikq′为Vseikq的控制参数：






Xseij为主控侧换流器的电抗，Xseik为辅控侧换流器的电抗；
S113：动态模型中需考虑直流电容充放电过程，其充放电方程为：



m1、m2为换流器调制比，θ1、θ2为换流器触发角，Cdc为直流侧电容，Vdc为直流侧电压。


4.根据权利要求2所述的一种基于模糊逻辑的线间潮流控制器多目标协调控制方法,其特征在于，所述S12包括以下步骤：
S121：设置隔直环节，Tw为隔直时间常数；该环节具有阻断各类“直流”及时间漂移信号的作用，从而使系统正常运行；
S122：设置放大环节，K为放大环节的增益，调制控制器的增益需要限制，设为临界增益的1/5至1/3之间；
S123:设置超前与滞后相位校正环节，该环节为多级串联，T1、T3为超前补偿时间常数，T2、T4为滞后补偿时间常数；根据励磁系统的相频特性，选择相位补偿环节串联的个数；
S124：选取附加调制器的叠加位置，附加调制器的输出信号dim-sig可叠加于主控侧的潮流常规控制、辅控侧的无功常规控制以及直流侧的电容电压常规控制；将调制控制器叠加于主辅控侧的有功控制。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晖，祁万春，高伯阳，吴熙，彭竹弈，许偲轩，赵菲菲，黄成辰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，东南大学，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32