一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法及装置，其中，该方法包括：获取四象限电流源换流器的参考无功功率和四象限电流源换流器的实际无功功率；根据参考无功功率获取第一触发角；根据实际无功功率与参考无功功率的差值获取第二触发角；通过调整第三触发角控制四象限电流源换流器的无功功率；其中，第三触发角包括第一触发角与第二触发角之和。通过本发明专利技术解决了现有技术中PID控制无法对四象限电流源换流器无功功率进行大范围控制，反馈线性化数学过程复杂以及仿射变换难以求解的问题，能够对无功功率进行全范围的控制调节，并能有效地应用于不同的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法及装置。
技术介绍
电流源换流器(Current Source Converter，简称为CSC)较电压源换流器(Voltage source converter，简称为VSC)来讲，前者可对换流器的输出电流进行直接控制并且因开关管具有单向流通特性而使其具有较高的可靠性。采用传统变换机理的四象限控制无功功率的CSC，交流电流中含有大量的谐波，在与电网连接处需要加装大量的滤波装置，增大了换流器的损耗、费用和占地面积。新型四象限电流源换流器基于大容量、低损耗晶闸管器件及理想交直流变换技术，直流储能元件采用电抗器，交流侧无需缓冲吸收电容，具有四象限控制有功无功、大范围控制直流电压电流、可熄弧自恢复等优点，克服了LCC型晶闸管换流器不具备无功调节能力且消耗大量滞后无功、VSC型换流器容量相对较小且直流电压控制能力较差的缺点，在电网故障时具有优越的抗过流能力和动静态控制品质。比例-积分-导数(proportion-integral-derivative，简称为PID)控制器控制方法因具有良好的稳定性、鲁棒性、算法简单的诸多优点，而使其成为应用最广的控制方法之一，在工程领域处处可见。传统的电流源换流器控制方法一般采用PID控制，但随着科技的日益进步，需控制的系统越来越复杂，PID控制显得捉襟见肘，尤其是其在处理非线性系统中的局限性，使传统的PID控制受到了质疑与挑战。针对现有技术中，PID控制无法对四象限电流源换流器无功功率进行大范围控制，反馈线性化数学过程复杂以及仿射变换难以求解的问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法及装置，以至少解决现有技术中PID控制无法对四象限电流源换流器无功功率进行大范围控制，反馈线性化数学过程复杂以及仿射变换难以求解的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法，包括：获取四象限电流源换流器的参考无功功率和所述四象限电流源换流器的实际无功功率；根据所述参考无功功率获取第一触发角；根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角；通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率；其中，所述第三触发角包括所述第一触发角与所述第二触发角之和。可选地，根据所述参考无功功率获取第一触发角包括：将所述参考无功功率输入至神经网络；通过所述神经网络输出所述第一触发角。可选地，在将所述参考无功功率输入至神经网络之前，还包括：通过调节所述神经网络的权值系数训练所述神经网络，其中所述权值系数为所述神经网络不同层神经元之间的连接权值系数。可选地，通过调节所述神经网络的权值系数训练所述神经网络包括：将多个实际无功功率分别输入至所述神经网络分别得到多个触发角；将所述多个触发角分别与多个预定触发角进行比较，得到比较结果，确定所述比较结果小于第一预定阈值。可选地，根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角包括：将所述差值输入至比例-积分-微分控制器，通过所述比例-积分-微分控制器输出所述第二触发角。可选地，通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率包括：在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第二预定阈值；或者，在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第三预定阈值；或者，在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第四预定阈值；或者，在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第五预定阈值。可选地，所述神经网络包括：BP神经网络。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种四象限电流源换流器的无功功率控制装置，包括：第一获取模块，用于获取四象限电流源换流器的参考无功功率和所述四象限电流源换流器的实际无功功率；第二获取模块，用于根据所述参考无功功率获取第一触发角；第三获取模块，用于根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角；控制模块，用于通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率；其中，所述第三触发角包括所述第一触发角与所述第二触发角之和。可选地，所述第二获取模块包括：第一输入子模块，用于将所述参考无功功率输入至神经网络；第一输出子模块，用于通过所述神经网络输出所述第一触发角。可选地，所述第二获取模块还包括：训练子模块，用于在所述第一输入子模块将所述参考无功功率输入至神经网络之前，通过调节所述神经网络的权值系数训练所述神经网络，其中所述权值系数为所述神经网络不同层神经元之间的连接权值系数。可选地，所述训练子模块还包括：获取单元，用于将多个实际无功功率分别输入至所述神经网络分别得到多个触发角；确定单元，用于将所述多个触发角分别与多个预定触发角进行比较，得到比较结果，确定所述比较结果小于第一预定阈值。可选地，所述第三获取模块包括：第二输入子模块，用于将所述差值输入至比例-积分-微分控制器；第二输出子模块，用于通过所述比例-积分-微分控制器输出所述第二触发角。可选地，所述控制模块包括：第一控制子模块，用于在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第二预定阈值；或者，第二控制子模块，用于在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第三预定阈值；或者，第三控制子模块，用于在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第四预定阈值；或者，第四控制子模块，用于在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第五预定阈值。可选地，所述神经网络包括：BP神经网络。通过本专利技术，采用获取四象限电流源换流器的参考无功功率和四象限电流源换流器的实际无功功率；根据参考无功功率获取第一触发角；根据实际无功功率与参考无功功率的差值获取第二触发角；通过调整第三触发角控制四象限电流源换流器的无功功率；其中，第三触发角包括第一触发角与第二触发角之和。解决了现有技术中PID控制无法对四象限电流源换流器无功功率进行大范围控制，反馈线性化数学过程复杂以及仿射变换难以求解的问题，通过利用神经网络与PID控制器复合对四象限电流源换流器进行无功功率的控制，能够对无功功率进行全范围的控制调节，并能有效地应用于不同的场合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法，其特征在于，包括：获取四象限电流源换流器的参考无功功率和所述四象限电流源换流器的实际无功功率；根据所述参考无功功率获取第一触发角；根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角；通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率；其中，所述第三触发角包括所述第一触发角与所述第二触发角之和。

【技术特征摘要】
1.一种四象限电流源换流器的无功功率控制方法，其特征在于，包括：获取四象限电流源换流器的参考无功功率和所述四象限电流源换流器的实际无功功率；根据所述参考无功功率获取第一触发角；根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角；通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率；其中，所述第三触发角包括所述第一触发角与所述第二触发角之和。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述参考无功功率获取第一触发角包括：将所述参考无功功率输入至神经网络；通过所述神经网络输出所述第一触发角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述参考无功功率输入至神经网络之前，还包括：通过调节所述神经网络的权值系数训练所述神经网络，其中所述权值系数为所述神经网络不同层神经元之间的连接权值系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过调节所述神经网络的权值系数训练所述神经网络包括：将多个实际无功功率分别输入至所述神经网络分别得到多个触发角；将所述多个触发角分别与多个预定触发角进行比较，得到比较结果，确定所述比较结果小于第一预定阈值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值获取第二触发角包括：将所述差值输入至比例-积分-微分控制器；通过所述比例-积分-微分控制器输出所述第二触发角。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过调整第三触发角控制所述四象限电流源换流器的无功功率包括：在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第二预定阈值；或者，在所述参考无功功率大于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第三预定阈值；或者，在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率大于所述实际无功功率的情况下，增大所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第四预定阈值；或者，在所述参考无功功率小于零，并且所述参考无功功率小于所述实际无功功率的情况下，减小所述第三触发角直至所述实际无功功率与所述参考无功功率的差值小于第五预定阈值。7.根据权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，所述神经网络包括：BP神经网络。8.一种四象限电流源换流器的无功功率控制装置，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取四...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁欢欢，于弘洋，蔡林海，王永，何金城，朱珣，马研，赵国亮，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国网浙江省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11