[发明专利]静止无功补偿器的非线性PI电压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静止无功补偿器控制方法，特别涉及一种静止无功补偿器的非线性PI电压控制方法。

背景技术

电压质量是一类重要的电能质量问题，对电力公司和电力用户都会造成巨大的经济损失，并且会对电网的安全、稳定、经济运行构成威胁。解决电压质量问题的有效途径是在电网中安装静止无功补偿装置。自上世纪70年代静止无功补偿器(SVC)开始投入商业运行以来，30多年间世界各国都不断有SVC投入运行，并取得可观的收益。它是电力系统动态电压支撑和无功补偿的一种重要的有效手段，用于补偿供电网络的无功、改善电压不平衡度、抑制电压闪变等。

SVC本身就为一个复杂的非线性系统，很难建立精确的数学模型，这就对其控制器的性能提出更高的要求。目前工程实际中大多数SVC电压控制器采用的是传统PI，但是由于传统PI控制本身P与I的线性组合，系统特性变化与控制量之间的线性映像造成了其在SVC这个复杂非线性系统上的制约。目前很多控制器采用模糊逻辑和神经网络相结合，提出智能自适应PID控制方式，采用自适应逆推方法或采用基于模糊算法，遗传算法等算法的非线性SVC控制方式。以上新的控制策略固然可以提升SVC的性能，但是相应的成本的提高，以及带来的更加复杂的控制结构，增大了控制器的实现难度。

发明内容

为解决现有静止无功补偿器控制精度较低、控制系统复杂的技术问题，本发明提供一种实现简单、自适应性强、具有良好的动态和静态性能的静止无功补偿器的非线性PI电压控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)检测并采样静止无功补偿器输出的补偿电流I_svc，并由式：V_sL＝0.03×I_svc计算补偿电压V_sL；检测并采样电网电压的方均根值V_rms；

2)计算电压设定值V_ref与补偿电压V_sL、系统电压V_rms的差值ΔV；

3)差值ΔV经过最优非线性PI控制器得到补偿导纳B_ref′；

4)补偿导纳B_ref′经限幅模块进行限幅，再由TCR/MSC导纳计算模块机械式投切电容器控制导纳信号B_msc、晶闸管控制电抗器控制导纳信号B_tcr；

5)导纳角度计算函数将控制导纳信号B_tcr变换成控制角度信号；

6)MSC逻辑控制器将控制导纳信号B_msc变成逻辑电平信号；

7)控制角度信号、逻辑电平信号被送到触发电路，由静止无功补偿器控制电抗器、电容器的投入量。

上述的静止无功补偿器的最优非线性PI电压控制方法，所述步骤3)中以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)准则作为寻优目标函数，改进单纯形加速算法计算PI控制器最佳调节系数K_p、K_i，其步骤如下：

寻优目标为：

J=∫0tt|ΔV(t)|di]]>

以PI控制器调节系数K_p0、K_i0，作为单纯行加速算法的初始顶点x⁽⁰⁾，并由式x⁽ⁱ⁾＝x⁽⁰⁾+2E⁽ⁱ⁾构造出其它顶点值x⁽¹⁾、x⁽²⁾；

由函数值J⁽⁰⁾、J⁽¹⁾、J⁽²⁾的比较得出最高点x⁽²⁾、次高点x⁽¹⁾、最低点x⁽⁰⁾，对单纯行顶点向最好点，最差点进行反射；