基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法，属于自动控制技术领域。该方法为：接受传来的上级总指令作为分配PID的设定值，被控量是分配各设备输出值的总和经滤波的终值，自适应分配PID的比例增益K

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法


[0001]本专利技术属于自动控制
，具体涉及一种基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法。

技术介绍

[0002]电力系统控制着众多类似的同类电力设备，随着以新能源为主的新型电力系统的发展，同类设备的数量如风电、光伏的装机量呈快速的增长，对电力系统的控制提出了大的挑战，在厂站端的AGC、AVC控制的：有功、无功、调频、调压等的群控设备，原来群控的分配控制如传统的水火电厂只是控制几台机组，现在新能源场站要变为控制几十台、几百台同类设备，传统的分配控制方法已不适应新能源发电设备的控制，另外传统分配控制也存在如不能按照不同容量比例分配、分配过程存在波动、占用资源大等问题。因此如何克服现有技术的不足是目前自动控制
亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法，包括如下步骤：
[0006]步骤(1)，接受传来的上级总指令作为分配PID的设定值，被控量PV
Z
是分配各设备输出值的总和经滤波的终值，自适应分配PID的比例增益K
P
和积分时间T
i
值是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；
[0007]DEV＝PV
Z
‑r/>S
Z
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0008]式(1)中，DEV为分配PID的偏差输入，PV
Z
为分配各设备输出值的总和经滤波的终值，S
Z
为分配PID的设定值；
[0009][0010]T
i
＝f2(A,BI,BD)＝T
i0
/K
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0011]式(2)和式(3)中，f1(A,BI,BD)是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；f2(A,BI,BD)是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；
[0012]K
P0
是自适应PID的比例参数初始设定值，T
i0
是自适应PID的积分参数初始设定值；通过PID运算的分配控制，以DEV＝0为目标，进行迭代分配，直至分配各设备输出值的总和经滤波的终值与分配PID的设定值一致，保证了测量值PV
Z
快速一致响应分配PID的设定值S
Z
；Z
i
是分配设备i的容量；Z
T
是分配设备的总容量，是Z
i
的总和；A
i
是分配设备i参与自动分配的状态；NOT(BI
i
)是分配设备i的未闭锁增的状态，NOT(BD
i
)是分配设备i的未闭锁减的状态，&是逻辑“与”运算；n为设备的总数量；
[0013]步骤(2)，计算分配各设备输出值的总和经滤波的终值作为虚拟测量的被控量，计算如下：
[0014][0015]式(4)中，LEADLAG是滤波模块，O
i
是设备i的控制输出值；
[0016]步骤(3)，计算设备i的控制输出值，计算如下：
[0017]O
i
＝O
PID
·
Z
i
+B
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0018]式(3)中，O
PID
是分配PID的控制输出值，B
i
是人工设定偏置值；
[0019]步骤(4)，在个体设备闭锁增时，若分配PID指令继续增时，闭锁增的设备将保持输出值，按照分配算法有能力增的设备按容量比值分配不断增加，直到分配各设备输出值的总和经滤波的终值与分配PID的设定值一致；在个体设备闭锁减时，若分配PID指令继续减时，按照分配算法有能力减的设备按容量比值分配不断减少，闭锁减的设备将保持输出值，直到分配各设备输出值的总和经滤波的终值与分配PID的设定值一致。
[0020]进一步，优选的是，A
i
是分配设备i参与自动分配的状态，其中状态为是否参与自动分配，参与自动分配时，A
i
为0；不参与自动分配时，A
i
为1。
[0021]进一步，优选的是，NOT(BI
i
)是分配设备i的未闭锁增的状态，外部条件赋予的闭锁增条件存在，BI
i
为1，外部条件赋予的闭锁增条件不存在，BI
i
为0.
[0022]进一步，优选的是，NOT(BD
i
)是分配设备i的未闭锁减的状态，外部条件赋予的闭锁减条件存在，BI
i
为1，外部条件赋予的闭锁减条件不存在，BI
i
为0。
[0023]本专利技术中，B
i
是人工设定偏置值，人工根据实际情况设定即可；偏置值为正，设备控制输出值相应增加，设定偏置值为负，设备控制输出值相应减少。
[0024]本专利技术基于基于虚拟测量的PI D闭环快速分配控制方法可采用DCS(分散控制系统)或PLC(可编程控制系统)等系统实现，通过模块图形化的运算实现分配控制策略的逻辑功能，并融入到相应的控制回路中，实现相应的控制功能。
[0025]针对当前电力行业的厂级AGC控制多台发电机组负荷、AVC控制多个无功调节设备，工业系统中集群控制的多个同类设备，在控制的同类设备达到3个以上时，采用基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法，能在各种运行方式组合下快速调节各自动设备指令满足总指令的要求，极大减少分配控制算法的复杂性，同时算法简洁，占用的模块资源少，安全与可靠性高，是传统居于公式算法、增量等算法的分配控制策略的理想升级方法。
[0026]本专利技术的思路为，接受传来的上级总指令作为分配PID的设定值，然后进行PI D分配，计算分配各设备输出值的总和经滤波的终值，并与分配PID的设定值进行比较，若分配PID的偏差输入DEV存在偏差，则进行迭代分配，直至偏差为0，同时给出部分设备闭锁增、闭锁减时相应的分配方法，以实现快速分配。
[0027]本专利技术在同类的群控设备的分配控制中，为保证群控设备在投入自动或手动方式运行时，能快速响应上级总指令，使得每个在运群控设备的指令之和满足总指令的一致性要求，并具备不同容量设备按照容量比例增减出力，在部分设备增减出力受限时能快速把增量转移到未受限的其它设备出力增量上。本专利技术首先采用自适应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于虚拟测量的PID闭环快速分配控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)，接受传来的上级总指令作为分配PID的设定值，被控量PV
Z
是分配各设备输出值的总和经滤波的终值，自适应分配PID的比例增益K
P
和积分时间T
i
值是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；DEV＝PV
Z
‑
S
Z
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，DEV为分配PID的偏差输入，PV
Z
为分配各设备输出值的总和经滤波的终值，S
Z
为分配PID的设定值；T
i
＝f2(A,BI,BD)＝T
i0
/K
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式(2)和式(3)中，f1(A,BI,BD)是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；f2(A,BI,BD)是各设备投入自动状态A、闭锁增状态BI、闭锁减状态BD的集合的计算函数值；K
P0
是自适应PID的比例参数初始设定值，T
i0
是自适应PID的积分参数初始设定值；通过PID运算的分配控制，以DEV＝0为目标，进行迭代分配，直至分配各设备输出值的总和经滤波的终值与分配PID的设定值一致，保证了测量值PV
Z
快速一致响应分配PID的设定值S
Z
；Z
i
是分配设备i的容量；Z
T
是分配设备的总容量，是Z
i
的总和；A
i
是分配设备i参与自动分配的状态；NOT(BI
i
)是分配设备i的未闭锁增的状态，NOT(BD
i
)是分配设备i的未闭锁减的状态，&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘友宽，宋小龙，伍阳阳，文天舒，袁华宇，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：