【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流输电控制，具体涉及一种基于自适应pi控制器的交流电压控制方法及装置。
技术介绍
1、高压直流输电系统(high voltage direct current transmission，hvdc)一般包括电网换相换流器型直流输电(line commutated converter based hvdc，lcc-hvdc，又称为传统直流输电)和电压源换流器型直流输电(voltage sourced converter based hvdc，vsc-hvdc，又称为柔性直流输电)。电压源换流器型直流输电系统具有无换相故障、动态无功补偿、自换相、谐波水平低、适合形成多端直流系统等诸多技术优势。因此，它被广泛应用于输电和配电领域，如电网互联、联接弱交流系统、孤岛供电、可再生能源并网、城市电网供电等。
2、目前，柔性直流输电vsc-hvdc采用双闭环控制结构，通过d/q轴解耦控制方法对柔性直流输电vsc-hvdc的控制系统进行建模。外环控制器的作用是产生电流d/q轴的参考值，内环控制器实现对电流参考值的跟踪控制，并生成换流器的参考电压。
3、pwm整流器的电压外环一般采用pi控制器，由于积分系数ki是常数，在整个的控制过程中，积分增量保持不变。但是当vsc逆变侧发生电压跌落时，整个系统功率波动较大，会造成直流母线电压的较大波动，此时pwm整流器的电压外环控制器会产生较大的系统偏差。又因为系统对积分项的要求是，当系统偏差大时积分作用应减弱甚至全无，因为此时系统输出有较大偏差会造成pi运算的积分积累，致
4、因此，仍需进一步研究特殊应用场景中柔性直流输电系统的控制，以提高系统的响应速度。
技术实现思路
1、为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种基于自适应pi控制器的交流电压控制方法及装置。
2、第一方面，提供一种基于自适应pi控制器的交流电压控制方法，所述基于自适应pi控制器的交流电压控制方法包括：
3、基于柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差确定所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数；
4、柔性直流输电vsc-hvdc柔性直流输电vsc-hvdc柔性直流输电vsc-hvdc基于所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数修正所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的交流电压值。
5、优选的，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差的计算式如下：
6、e(k)＝u0-u(k)
7、上式中，e(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统的实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差，u0为柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值，u(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值。
8、优选的，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
9、
10、上式中，f(e(k))为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数，m为第一积分区间，n为第二积分区间，e(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差。
11、进一步的，所述第一积分区间m小于所述第二积分区间n。
12、进一步的，按下式修正所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的交流电压值：
13、
14、上式中，u(k)为第k时刻所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的交流电压值的修正值，kp为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的比例系数，ki为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的积分系数，e(j)为第j时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差，t为积分时间常数。
15、第二方面，提供一种自适应pi控制器，所述自适应pi控制器包括分别与加法器连接的比例环节模块和积分环节模块。
16、优选的，所述比例环节模块的数学模型为：kpe(k)，所述积分环节模块的数学模型为：其中，kp为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的比例系数，ki为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的积分系数，e(j)为第j时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差，t为积分时间常数,f(e(k))为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数，e(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差。
17、优选的，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
18、
19、上式中，m为第一积分区间，n为第二积分区间。
20、进一步的，所述第一积分区间m小于所述第二积分区间n。
21、优选的，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差的计算式如下：
22、e(k)＝u0-u(k)
23、上式中，u0为柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值，u(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值。
24、第三方面，提供一种基于自适应pi控制器的交流电压控制装置，所述基于自适应pi控制器的交流电压控制装置包括：
25、第一确定模块，用于基于柔性直流输电vsc-hvdc系统的实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统的电压参考值的偏差确定所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统的电压参考值的偏差对应的系数；
26、第二确定模块，用于基于所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统的电压参考值的偏差对应的系数确定所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的电压修正值。
27、优选的，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差的计算式如下：
28本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自适应PI控制器的交流电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差的计算式如下：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一积分区间M小于所述第二积分区间N。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式修正所述柔性直流输电VSC-HVDC系统的交流电压值：
6.一种自适应PI控制器，其特征在于，所述自适应PI控制器包括分别与加法器连接的比例环节模块和积分环节模块。
7.如权利要求6所述的自适应PI控制器，其特征在于，所述比例环节模块的数学模型为：kpe(k)，所述积分环节模块的数学模型为：其中，kp为柔性直流输电VSC-HVDC系统中PI控制器的比例系数，ki为柔性直流输电VSC-HVDC系统中
8.如权利要求7所述的自适应PI控制器，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
9.如权利要求8所述的自适应PI控制器，其特征在于，所述第一积分区间M小于所述第二积分区间N。
10.如权利要求7所述的自适应PI控制器，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差的计算式如下：
11.一种基于自适应PI控制器的交流电压控制装置，其特征在于，所述装置包括：
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差的计算式如下：
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述柔性直流输电VSC-HVDC系统实际电压值与柔性直流输电VSC-HVDC系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一积分区间M小于所述第二积分区间N。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，按下式修正所述柔性直流输电VSC-HVDC系统的交流电压值：
16.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至5中任意一项所述的基于自适应PI控制器的交流电压控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自适应pi控制器的交流电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差的计算式如下：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数的计算式如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一积分区间m小于所述第二积分区间n。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式修正所述柔性直流输电vsc-hvdc系统的交流电压值：
6.一种自适应pi控制器，其特征在于，所述自适应pi控制器包括分别与加法器连接的比例环节模块和积分环节模块。
7.如权利要求6所述的自适应pi控制器，其特征在于，所述比例环节模块的数学模型为：kpe(k)，所述积分环节模块的数学模型为：其中，kp为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的比例系数，ki为柔性直流输电vsc-hvdc系统中pi控制器的积分系数，e(j)为第j时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差，t为积分时间常数,f(e(k))为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏差所对应的系数，e(k)为第k时刻柔性直流输电vsc-hvdc系统实际电压值与柔性直流输电vsc-hvdc系统电压参考值的偏...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱琳，范征，谷怀广，寇龙泽，李方媛，贾晨，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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