一种STATCOM的自适应控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种STATCOM的自适应控制系统及方法，包括，依次连接的自适应控制模型、自适应控制模块、PI控制器及STATCOM；自适应控制模型的输入端和PI控制器的输入端连接STATCOM交流侧或直流侧，自适应控制模块的输入端与PI控制器的输入端相互连接；参考电压生成模块，用以对STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值和预设的目标稳态电压进行相应的自适应调节，输出参考电压值；自适应控制模块，用以控制接收的参考电压值与STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值的差值，输出PI控制器参数；PI控制器，用以根据预设的输出电压与PI控制器参数进行偏差控制，并输出控制量；STATCOM，用以根据接收的控制量对交流侧或直流侧电压进行控制。本发明专利技术实现PI控制器参数的自适应调解，并提升STATCOM的响应速度。STATCOM的响应速度。STATCOM的响应速度。

【技术实现步骤摘要】
一种STATCOM的自适应控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及STATCOM的自适应控制
，特别是涉及一种STATCOM的自适应控制系统及方法。

技术介绍

[0002]STATCOM(静止同步补偿器)具有无功补偿速度快、损耗低、补偿性能相较于并联电容器、同步发电机等无功补偿器较为稳定等优点。近年随着大功率电力电子技术的突破，STATCOM逐渐取代传统无功补偿器并得到了广泛应用，而相应的控制系统也得到了研发人员的广泛关注。目前应用较为广泛的控制系统为固定PI控制参数的双环控制策略，如图1所示。这种控制策略中主要包含四个参数固定的PI控制器，并且通过派克变换进行解耦，从而实现通过派克变换后的电流控制VSC端口的电压，进而实现对公共耦合点电压的调节。
[0003]然而，上述传统系统中，由于其使用的PI控制器多、I_ds和I_qs之前仍然存在耦合关系，会导致STATCOM的无功补偿速度降低，使电网电压的稳定性得不到快速有效的控制。并且，当系统发生故障、负荷变化或网络的拓扑结构发生改变时，固定参数的PI控制器将会很难使STATCOM的无功补偿达到期望效果，这将会使电网运行的稳定性与电网的可靠性受到威胁。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提出一种STATCOM的自适应控制系统及方法，解决现有系统在输电系统出现故障或电网拓扑结构发生改变等情况下，STATCOM无法快速达到期望补偿效果的技术问题。
[0005]一方面，提供一种STATCOM的自适应控制系统，包括：
[0006]依次连接的自适应控制模型、自适应控制模块、PI控制器及STATCOM；所述自适应控制模型的输入端和所述PI控制器的输入端连接STATCOM交流侧或直流侧，所述自适应控制模块的输入端与所述PI控制器的输入端相互连接；
[0007]所述参考电压生成模块，用以对STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值和预设的目标稳态电压进行相应的自适应调节，输出参考电压值；
[0008]所述自适应控制模块，用以控制接收的参考电压值与STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值的差值，输出PI控制器参数；
[0009]所述PI控制器，用以根据预设的输出电压与PI控制器参数进行偏差控制，并输出控制量；
[0010]所述STATCOM，用以根据接收的控制量对交流侧或直流侧电压进行控制。
[0011]优选地，所述参考电压生成模块包括：
[0012][0013]其中，V
ss
为STATCOM交流侧或直流侧的目标稳态电压；V
m
为STATCOM交流侧或直流
侧的电压测量值；V
model
为参考电压值；e为PI控制器的输出电压。
[0014]优选地，所述自适应控制模块包括：
[0015][0016]其中，γ为自适应增益；θ为PI控制器参数；err为电压测量值与参考电压值之间的差值；V为STATCOM交流侧或直流侧电压。
[0017]优选地，所述自适应控制模块通过以下公式进行自适应调整：
[0018][0019][0020][0021]其中，d1为交流PI控制器输出值；d2为直流PI控制器输出值；dk
p1
和dk
i1
为交流PI控制器参数对应的变化量；dk
p2
和dk
i2
为直流PI控制器参数对应的变化量；ω为角速度；为积分；e
q
为测量电压q轴分量；i
q
和i
d
为测量电流q轴和d轴分量；err
ac
为参考电压生成模块输出参考电压与测量交流电压的差值；err
dc
为参考电压生成模块输出参考电压与测量直流电压的差值；L
s
和R
s
为逆变器和变压器的传导损耗。
[0022]另一方面，还提供一种STATCOM的自适应控制方法，通过所述的STATCOM的自适应控制系统实现，包括：
[0023]测量STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值，判断电压测量值与预设的目标参考电压值之间的差值是否超出预设误差范围阈值；
[0024]当电压测量值与预设的目标参考电压值之间的差值超出预设误差范围阈值时，根据预设的目标稳态电压通过预设的参考模型对所述电压测量值进行相应的自适应调节，输出参考电压值；
[0025]通过预设的自适应模型控制接收的参考电压值与STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值的差值，输出PI控制器参数；
[0026]根据预设的输出电压与PI控制器参数通过预设的控制模型进行偏差控制，输出控制量；
[0027]根据接收的控制量通过预设的STATCOM模型对交流侧或直流侧电压进行控制，得到最终的控制电压。
[0028]优选地，还包括：
[0029]当电压测量值与预设的目标参考电压值之间的差值未超出预设误差范围阈值时，保持现有的PI控制器参数不变，根据现有的PI控制器参数和预设的输出电压通过预设的控制模型进行偏差控制，输出控制量；
[0030]根据接收的控制量对STATCOM交流侧或直流侧电压进行控制，得到最终的控制电压。
[0031]优选地，所述预设的参考模型包括：
[0032][0033]其中，V
ss
为STATCOM交流侧或直流侧的目标稳态电压；V
m
为STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值；V
model
为参考电压值；e为PI控制器的输出电压。
[0034]优选地，所述预设的自适应模型包括：
[0035][0036]其中，γ为自适应增益；θ为PI控制器参数；err为电压测量值与参考电压值之间的差值；V为STATCOM交流侧或直流侧电压。
[0037]优选地，所述预设的参考模型还包括：
[0038][0039][0040][0041]其中，d1为交流PI控制器输出值；d2为直流PI控制器输出值；dk
p1
和dk
i1
为交流PI控制器参数对应的变化量；dk
p2
和sk
i2
为直流PI控制器参数对应的变化量；ω为角速度；为积分；e
q
为测量电压q轴分量；i
q
和i
d
为测量电流q轴和d轴分量；err
ac
为参考电压生成模块输出参考电压与测量交流电压的差值；err
dc
为参考电压生成模块输出参考电压与测量直流电压的差值；L
s
和R
s
为逆变器和变压器的传导损耗。
[0042]优选地，还包括：
[0043]得到最终的控制电压后，测量调整后的STATCOM交流侧或直流侧电压，判断调整后的STATCOM交流侧或直流侧电压与预设的目标参考电压值之间的差值是否超出预设误差范围阈值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种STATCOM的自适应控制系统，其特征在于，包括：依次连接的自适应控制模型、自适应控制模块、PI控制器及STATCOM；所述自适应控制模型的输入端和所述PI控制器的输入端连接所述STATCOM交流侧或直流侧，所述自适应控制模块的输入端与所述PI控制器的输入端相互连接；所述参考电压生成模块，用以对所述STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值和预设的目标稳态电压进行相应的自适应调节，输出参考电压值；所述自适应控制模块，用以根据所述参考电压值与所述STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值的差值，输出PI控制器参数；所述PI控制器，用以根据预设的输出电压与所述PI控制器参数进行偏差控制，并输出控制量；所述STATCOM，用以根据所述控制量对交流侧或直流侧电压进行控制。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参考电压生成模块根据以下公式计算参考电压值：其中，V
ss
为STATCOM交流侧或直流侧的目标稳态电压；V
m
为STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值；V
model
为参考电压值；e为PI控制器的输出电压。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述自适应控制模块根据以下公式计算PI控制器参数：其中，γ为自适应增益；θ为PI控制器参数；err为电压测量值与参考电压值之间的差值；V为STATCOM交流侧或直流侧电压。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述自适应控制模块通过以下公式进行自适应调整：应调整：应调整：应调整：其中，d1为交流PI控制器输出值；d2为直流PI控制器输出值；dk
p1
和dk
i1
为交流PI控制器
参数对应的变化量；dk
p2
和dk
i2
为直流PI控制器参数对应的变化量；ω为角速度；为积分；e
q
为测量电压q轴分量；i
q
和i
d
为测量电流q轴和d轴分量；err
ac
为参考电压生成模块输出参考电压与测量交流电压的差值；err
dc
为参考电压生成模块输出参考电压与测量直流电压的差值；L
s
和R
s
为逆变器和变压器的传导损耗。5.一种STATCOM的自适应控制方法，通过如权利要求1
‑
4任一项所述的系统实现，其特征在于，包括：测量STATCOM交流侧或直流侧的电压测量值，判断电压测量值与预设的目标参考电压值之间的差值是否超出预设误差范围阈值；当电压测量值与预设的目标参考电压值之间的差值超出预设误差范围阈值时，根据预设的目标稳态电压通过预设的参考模型对所述电压测量值进行相应的自适应调节，输出参考电压值；通过预设的自适应模型控制接收的参考电压值与STATCOM...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯明哲，任佳，李重杭，余鹏，汪桢子，吕志宁，张汉斌，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：