【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力自动控制领域，具体是涉及一种调相机的比例积分谐振控制方法。
技术介绍
1、随着电力电子技术的快速发展，调相机在电力系统中作为无功补偿设备，在维护系统稳定、改善电能质量方面发挥着不可或缺的作用。传统的调相机控制方法多采用简单的pi(比例-积分)控制，在处理谐振等复杂工况时，其控制效果不佳。现有技术方案在应对谐振问题时，通常需要额外增加谐振抑制环节，这不仅增加了系统的复杂性，还可能影响调相机的动态性能。
2、此外，传统同步调相机的无功——电压协调控制策略，以维持机端电压稳定为目标，当系统侧电压下降时，调相机发出无功功率进行调节，此时机端电压稳定，系统侧电压下降。即当以机端电压为控制目标时，不能保证系统电压稳定。因此，本专利技术提供一种调相机的比例积分谐振控制方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种调相机的比例积分谐振控制方法，用于解决现有调相机无法有效控制谐波以及缺少准确控制系统稳定运行策略的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：一种调相机的比例积分谐振控制方法，包括以下步骤：
3、步骤1：实时监测调相机的运行状态，通过传感器获取调相机的关键参数，包括输出电流、输出电压，并对所述输出电流、输出电压进行数字化处理；
4、步骤2：对数字化处理后的所述输出电压、输出电流进行噪声滤波处理，然后进行傅里叶分析，准确识别出调相机输出信号中的谐振分量；
5、步骤3：将多谐振控
6、步骤4：引入自适应调节机制，将所述比例积分谐振(pi-r)控制器的输出作为调相机的控制指令，通过驱动电路传递给所述调相机的电机驱动器，实现对调相机的实时控制与动态调整。
7、进一步地，所述数字化处理的过程为将采集的电流i(t)、电压u(t)通过模数转换器adc得到电流、电压的数字信号i(n)和u(n)，
8、其中i(n)＝i(nt)t＝nt，u(n)＝u(nt)t＝nt，其中t为采样时间，并满足条件
9、进一步地，所述噪声滤波处理使用移动平均滤波器maf对所述电流、电压的数字信号i(n)和u(n)进行滤波处理得到滤波后的信号i_y(n)和u_y(n)，y(n)＝(x(n)+x(n-1)+......+x(n-n-1))/n,其中，y(n)为滤波器的输出，y(n)为滤波器的输入(即adc的数字输出)，n是滤波器的阶数。
10、进一步地，使用离散傅里叶变换得到电压和电流的频域信号i_y(k)、u_y(k)，通过对电压电流信号进行傅里叶分析，得到两个指标的谐振频率、幅值和相位，从而识别谐振分量。
11、进一步地，所述多谐振控制器使用lc谐振电路以及利用可编程控制器plc实现信号处理、频率识别以及谐振控制，同时通过仿真测试验证多谐振控制器谐振频率的跟踪以及稳定性。
12、进一步地，所述比例积分谐振(pi-r)控制器方法如下：将pi控制器的输出和谐振控制器的输出相加，作用于电机驱动器以调整调相机系统的输出参数，所述输出参数通过反馈路径返回，与参考值进行比较，形成闭环控制电路。
13、进一步地，所述pi控制器输出值为比例控制输出和积分控制输出的和：输入控制器期望达标的目标值，并与实际获取的输出电流、输出电压的差值乘以比例系数kp，得到比例控制输出，同时对所述差值进行积分，乘以积分系数ki，得到积分控制输出。
14、进一步地，所述谐振控制器的输出基于输入信号和谐振频率进行计算。
15、进一步地，所述自适应调节机制实现过程如下：
16、1)监测与反馈：通过传感器实时监测调相机的运行状态，包括电压、电流；
17、2)数据处理与分析：对监测数据进行处理和分析，识别幅值的波动；
18、3)识别与调整：识别需要调整的谐振控制器参数，逐渐找到最适合调相机运行状态的谐振控制器参数组合。
19、进一步地，谐振控制器参数包括谐振频率、带宽与增益。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
21、(1)本专利技术将谐振控制器与pi控制器进行组合，可以充分利用两者的优点，形成比例积分谐振(pi-r)控制器。pi-r控制器既具有pi控制器的稳定性好、控制简单的特点，又具有谐振控制器对谐振现象的精确控制能力，使得调相机的控制性能得到了显著提升。
22、(2)本专利技术自适应调节机制可以根据调相机的实际运行状态动态调整谐振控制器的参数。当调相机的谐振现象发生变化时，自适应调节机制可以自动调整谐振控制器的参数以适应新的谐振频率和幅值。
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1.一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述数字化处理为将采集的电流I(t)、电压U(t)通过模数转换器ADC得到电流、电压的数字信号I(n)和U(n)，
3.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述噪声滤波处理使用移动平均滤波器MAF对所述电流、电压的数字信号I(n)和U(n)进行滤波处理得到滤波后的信号I_y(n)和U_y(n)，y(n)＝(x(n)+x(n-1)+......+x(n-N-1))/N,其中，y(n)为滤波器的输出，y(n)为滤波器的输入(即ADC的数字输出)，N是滤波器的阶数。
4.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，对滤波处理后的所述输出电压、输出电流使用离散傅里叶变换得到电压和电流的频域信号I_Y(k)、U_Y(k)，通过对电压和电流的频域信号进行傅里叶分析，得到两个指标的谐振频率、幅值和相位，从而识别谐振分量。
5.根据权利要求1所述的一种调相机的比例
6.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述比例积分谐振(PI-R)控制器方法如下：将PI控制器的输出和谐振控制器的输出相加，作用于电机驱动器以调整调相机系统的输出参数，所述输出参数通过反馈路径返回，与参考值进行比较，形成闭环控制电路。
7.根据权利要求6所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述PI控制器输出值为比例控制输出和积分控制输出的和：输入控制器期望达标的目标值，并与实际获取的输出电流、输出电压的差值乘以比例系数Kp，得到比例控制输出，同时对所述差值进行积分，乘以积分系数Ki，得到积分控制输出。
8.根据权利要求6所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述谐振控制器的输出基于输入信号和谐振频率进行计算。
9.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述自适应调节机制实现过程如下：
10.根据权利要求9所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述谐振控制器参数包括谐振频率、带宽与增益。
...【技术特征摘要】
1.一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述数字化处理为将采集的电流i(t)、电压u(t)通过模数转换器adc得到电流、电压的数字信号i(n)和u(n)，
3.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述噪声滤波处理使用移动平均滤波器maf对所述电流、电压的数字信号i(n)和u(n)进行滤波处理得到滤波后的信号i_y(n)和u_y(n)，y(n)＝(x(n)+x(n-1)+......+x(n-n-1))/n,其中，y(n)为滤波器的输出，y(n)为滤波器的输入(即adc的数字输出)，n是滤波器的阶数。
4.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，对滤波处理后的所述输出电压、输出电流使用离散傅里叶变换得到电压和电流的频域信号i_y(k)、u_y(k)，通过对电压和电流的频域信号进行傅里叶分析，得到两个指标的谐振频率、幅值和相位，从而识别谐振分量。
5.根据权利要求1所述的一种调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，所述多谐振控制器使用lc谐振电路以及利用可编程...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金朝，王学斌，杨文丽，罗敏，蔡生亮，李述特，周起云，傅国斌，赵东宁，尤亚辉，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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