[發(fā)明專利]一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)無功補(bǔ)償器電壓調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810620131.8
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108767869B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇海濱;賀子芙;申偉;李震;徐志程;張文濤;楊文奇
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/01
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)無功補(bǔ)償器電壓調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：數(shù)據(jù)采集，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN接入控制器，控制NCBF和α角，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)無功靜止補(bǔ)償SVC；靜態(tài)無功靜止補(bǔ)償器SVC通過電壓調(diào)節(jié)維持耦合處電壓的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含兩個隱含層，且能夠通過數(shù)據(jù)的訓(xùn)練得出兩個隱含層中最佳匹配的神經(jīng)元個數(shù)，形成最佳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將最佳的ANN控制應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，輸入未調(diào)節(jié)的電壓V_PCC，輸出NCBF和α用來直接控制SVC。本發(fā)明所提出的方法具有操作簡單，準(zhǔn)確性高，響應(yīng)速度快，易于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)，在提高耦合點(diǎn)處的電壓穩(wěn)定性的同時還能減小系統(tǒng)的總諧波失真(THD)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電網(wǎng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種維持公共連接點(diǎn)電壓穩(wěn)定性的控制，尤其是一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)無功補(bǔ)償器電壓調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)中的非線性、不平衡負(fù)載和分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入，電網(wǎng)中電壓波動以及電壓不平衡等電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重，給電力系帶來了不利影響，電能質(zhì)量的控制刻不容緩。靜態(tài)無功補(bǔ)償器(SVC)是一種重要的電力裝置，當(dāng)電壓變化時SVC能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰瑫r還能做到分相補(bǔ)償。但是，SVC在使用過程中會產(chǎn)生高次諧波，此外電容組切換過程中或出現(xiàn)的干擾會降低電能質(zhì)量和損壞其他電子器件，這些問題限制了SVC的應(yīng)用。

查閱相關(guān)文獻(xiàn)如下：

發(fā)明專利《一種動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)積極控制方法》，授權(quán)公告號CN101420128B。其中提出的控制系統(tǒng)包括由三相電壓型逆變器和電感器組成的STATCOM(靜止同步補(bǔ)償器)、作為離散子系統(tǒng)的晶閘管投切電容器和電感器組成。根據(jù)其給定的參考電流通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生PWM信號來控制執(zhí)行級的電壓型逆變器，從而來完成母線電網(wǎng)電壓的無功補(bǔ)償。該發(fā)明使用電子元器件較多，易于產(chǎn)生畸變，控制過程復(fù)雜，不易操作，與本發(fā)明有本質(zhì)的區(qū)別。本發(fā)明是利用訓(xùn)練完成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接控制僅由一個單相晶閘管相控電抗器(TCR)和三個具有附加濾波功能的開關(guān)電容組(CBF)組成的SVC，操作簡單，靈活性高，同時還能減少系統(tǒng)的諧波總失真(THD)。

發(fā)明專利《一種有諧波抑制功能的分散式發(fā)電無功補(bǔ)償裝置及方法》，申請公布號CN103219733A。其中提出的控制方法是利用由鎖相環(huán)電路模塊和脈沖發(fā)生模塊組成的集中控制單元，輸出PWM信號和觸發(fā)脈沖信號控制無功補(bǔ)償器。控制過程復(fù)雜，使用了較多的電子元器件易生成雜波。這與本發(fā)明有本質(zhì)的區(qū)別，本發(fā)明是利用訓(xùn)練完成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接控制僅由晶閘管相控電抗器(TCR)和三個具有附加濾波功能的開關(guān)電容組(CBF)組成的SVC，控制過程簡單，較少使用電子元器件，提高控制器的穩(wěn)定性。

發(fā)明專利《配電靜止無功發(fā)生器的多變量控制方法》，授權(quán)公告號CN100466413C。其中提出的通過利用兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別調(diào)節(jié)兩個PID控制器參數(shù)，得到調(diào)制系數(shù)和相位差，作為靜止無功發(fā)生器(SVG)的開關(guān)信號。該控制過程復(fù)雜，且與本發(fā)明由本質(zhì)的區(qū)別。本發(fā)明是利用一個訓(xùn)練完成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接控制僅由一個單相晶閘管相控電抗器(TCR)和三個具有附加濾波功能的開關(guān)電容組(CBF)組成的SVC，控制過程簡單，易于操作。

發(fā)明專利《一種靜止無功補(bǔ)償器的不平衡補(bǔ)償和蟻群優(yōu)化方法》，授權(quán)公告號CN100585977C。其中提出的控制方法是基于蟻群算法優(yōu)化PI控制器的參數(shù)，對K_P、K_i適時調(diào)整、尋優(yōu)。蟻群算法計算量大，且在實(shí)際操作中不予尋找到最優(yōu)路線，這與本發(fā)明由本質(zhì)的區(qū)別。本發(fā)明采用的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，響應(yīng)快，準(zhǔn)確性高，易于實(shí)施。

戴元海在文章《基于模糊-PI控制的SVC電壓控制器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]》(測控技術(shù)，2009,，28(9)：45-48)中提出了一種基于模糊-PI控制的SVC的電壓控制器設(shè)計方法。文章中所采用的方法與本發(fā)明有本質(zhì)的區(qū)別，本發(fā)明采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制SVC，響應(yīng)快，準(zhǔn)確性高，易于實(shí)施。