[发明专利]一种提高海上风电桩基外加电流阴极保护可靠性的控制方法

权利要求书

1.一种提高海上风电桩基外加电流阴极保护可靠性的控制方法，所述方法应用于外加电流阴极保护系统中，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定恒电位运行模式下对应的控制参数，所述控制参数至少包括目标电位、保护电位报警上/下限值、报警电流上/下限值、输出电流上/下限值以及PID调节参数；

S2、实时获取所测海上风电桩基对应的参比电极的保护电位值以及输出电流测量值；

S3、判断当前所获取的保护电位值是否位于所述保护电位报警上/下限值所构成的区间内，是则执行S5，否则执行S4；

S4、比较所述保护电位值与保护电位报警上/下限值并确定对应的报警操作，确定对应的报警操作的过程包括：若保护电位测量值高于保护电位报警上限值，则使得外加电流阴极保护系统进行欠保护报警操作并执行S5，若保护电位测量值低于保护电位报警下限值，则使得外加电流阴极保护系统进行过保护报警操作并执行S5；

S5、计算所述保护电位值与目标电位的差值；

S6、基于所设定的增量PID调节策略，计算出对应的输出电流值，其中，所述增量PID调节策略包括：分别计算出输出电流的比例增量、积分增量和微分增量，按照各自对应的PID调节参数调节电位差值以计算出对应的输出电流值；

S7、判断所计算的输出电流值是否处于输出电流上/下限值所构成的区间内，是则输出所述输出电流值，执行S8；否则判断所述输出电流值是否大于输出电流上限值，是则将所述输出电流上限值赋予输出电流值，同时使得外加电流阴极保护系统输出“电流高限值输出”预警并执行S9，否则将所述输出电流下限值赋予输出电流值，同时使得外加电流阴极保护系统输出“电流低限值输出”预警并执行S9；

S8、对所述差值进行迭代赋值；

S9、判断所述输出电流值是否达到或超过报警电流上限值，是则使得外加电流阴极保护系统输出“过流报警”并执行S10；否则直接执行S10；

S10、获取并判断此时电源输出电压是否达到或超过报警电压上限值，是则使得外加电流阴极保护系统输出“超压报警”并执行S2，否则直接执行S2；其中，所述S6包括

所述增量PID调节策略包括：S61、计算出比例增量△Cp(i)=Kp*(e(i)-e(i-1))后，按照比例系数Kp调节减小电位差值e(i)；S62、计算输出电流积分增量△Ci(i)=Ki*e(i)，按照积分系数Ki调节减小电位差值e(i)；S63、计算输出电流微分增量△Cd(i)=Kd*(e(i)-2*e(i-1)+e(i-2))，按照微分系数Kd调节预测电位差值变化率；S64、计算经PID调节后的输出电流增量△C(i)=△Cp(i)+△Ci(i)+△Cd(i)；同时计算输出电流值C(i)=△C(i)+C(i-1)。

2.一种提高海上风电桩基外加电流阴极保护可靠性的控制系统，所述控制系统应用于外加电流阴极保护系统中，其特征在于，包括：

控制参数设定单元，其用于确定恒电位运行模式下对应的控制参数，所述控制参数至少包括目标电位、保护电位报警上/下限值、报警电流上/下限值、输出电流上/下限值以及PID调节参数；

数据采集单元，其能够实时获取所测海上风电桩基对应的参比电极的保护电位值以及输出电流测量值；

第一判断单元，其能够判断当前所获取的保护电位值是否位于所述保护电位报警上/下限值所构成的区间内，是则计算所述保护电位值与目标电位的差值，否则比较所述保护电位值与保护电位报警上/下限值并确定对应的报警操作，确定对应的报警操作的过程包括：若保护电位测量值高于保护电位报警上限值，则使得外加电流阴极保护系统进行欠保护报警操作并计算所述保护电位值与目标电位的差值，若保护电位测量值低于保护电位报警下限值，则使得外加电流阴极保护系统进行过保护报警操作，并计算所述保护电位值与目标电位的差值；

第一计算单元，其能够基于所设定的增量PID调节策略，计算出对应的输出电流值，其中，所述增量PID调节策略包括：分别计算出输出电流的比例增量、积分增量和微分增量，按照各自对应的PID调节参数调节电位差值以计算出对应的输出电流值；

第二判断单元，其能够判断所计算的输出电流值是否处于输出电流上/下限值所构成的区间内，是则输出所述输出电流值，对所述差值进行迭代赋值；否则判断所述输出电流值是否大于输出电流上限值，是则将所述输出电流上限值赋予输出电流值，同时使得外加电流阴极保护系统输出“电流高限值输出”预警并执行第一控制策略，否则将所述输出电流下限值赋予输出电流值，同时使得外加电流阴极保护系统输出“电流低限值输出”预警并执行第一控制策略；所述第一控制策略包括判断所述输出电流值是否达到或超过报警电流上限值，是则使得外加电流阴极保护系统输出“过流报警”并执行第二控制策略；否则直接执行第二控制策略；所述第二控制策略包括获取并判断此时电源输出电压是否达到或超过报警电压上限值，是则使得外加电流阴极保护系统输出“超压报警”并通知数据采集单元实时获取下一次所测海上风电桩基对应的参比电极的保护电位值以及输出电流测量值，否则直接通知数据采集单元实时获取下一次所测海上风电桩基对应的参比电极的保护电位值以及输出电流测量值； 其中，所述增量PID调节策略包括：首先、计算出比例增量△Cp(i)=Kp*(e(i)-e(i-1))后，按照比例系数Kp调节减小电位差值e(i)；其次、计算输出电流积分增量△Ci(i)=Ki*e(i)，按照积分系数Ki调节减小电位差值e(i)；再次、计算输出电流微分增量△Cd(i)=Kd*(e(i)-2*e(i-1)+e(i-2))，按照微分系数Kd调节预测电位差值变化率；最后、计算经PID调节后的输出电流增量△C(i)=△Cp(i)+△Ci(i)+△Cd(i)；同时计算输出电流值C(i)=△C(i)+C(i-1)。