[發明專利]一種基于自適應和聲搜索算法的PI參數優化方法

在審

• 申請號: 201910147429.6
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN110554599A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 李永麗;趙學明;孫廣宇;張云柯;曾亮
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于自適應和聲搜索算法的PI參數優化方法，設HMS為和聲庫大小；HM代表和聲記憶庫；HMCR代表記憶庫取值概率；包含以下步驟：(1)確立變量X₁和X₂與目標函數J_ITAE，其中，X₁代表定電流控制器的比例系數K_p，X₂代表積分時間常數K_i；(2)在變量X₁和X₂的可行域內，隨機生成HMS組X₁和X₂，分別放入矩陣HM中的第一列和第二列；(3)把每一組X₁和X₂分別代入PI控制器進行仿真，記錄系統故障后到恢復額定狀態所需時間t_s以及送端母線暫態電壓的最大值U_1max，送端母線暫態電壓的最大值U_1max與穩態測量值U₁的差即為e(t)；執行自適應和聲搜索算法；輸出X₁和X₂的值。

技術領域

本發明屬于高壓直流輸電的控制與保護領域，涉及一種基于自適應和聲搜索算法的PI 參數優化方法。

背景技術

近年來，我國新能源發電迅速發展，其中風力發電是規模最大的一種新能源發電方式。但是我國風能資源多集中在西部和北部地區，距離負荷中心較遠，這時就需要高壓直流輸電技術把電能輸送到遠端的負荷中心，這種輸電方式不僅能滿足大規模風電集中外送的要求，又能提高輸送功率的穩定性，在我國已有哈鄭、酒湖、天中等多條含風電場的特高壓直流輸電系統投入運行。

已有研究表明，換相失敗是高壓直流輸電系統中常見的故障之一。在由受端交流系統故障引發的直流換相失敗以及故障清除后的恢復過程中，換流站的無功平衡被打破，導致送端交流母線出現暫態過電壓。由于風電機組耐高壓能力較差，在實際的電網運行過程中大量風電機組的過壓保護定值設置為1.1pu，無延時脫網，在部分風電機組脫網后將會導致母線電壓進一步升高，從而導致更多的風電機組相繼脫網，破壞電力系統的穩定運行。因此，研究抑制送端母線暫態過電壓的方法對交直流混聯系統的安全穩定運行具有重要意義。

對于逆變側三相金屬性接地故障，加入調相機后可以使整流側交流母線暫態過電壓幅值減小，但是其暫態過電壓的最大峰值大于1.1pu，此時仍有風機脫網的風險。

發明內容

本發明為避免逆變側交流系統發生三相金屬性接地故障后，與整流側交流母線相連的風電場因高壓穿越大面積脫網的問題，提供一種基于自適應和聲搜索算法的PI參數優化方法。技術方案如下：

一種基于自適應和聲搜索算法的PI參數優化方法，設HMS為和聲庫大小；HM代表和聲記憶庫，是一個HMS*3的矩陣；HMCR代表記憶庫取值概率；PAR代表微調概率；BW 代表微調帶寬，T_max代表最大迭代次數。包含以下步驟：

(1)確立變量X₁和X₂與目標函數J_ITAE，其中，X₁代表定電流控制器的比例系數K_p， X₂代表積分時間常數K_i；

(2)在變量X₁和X₂的可行域內，隨機生成HMS組X₁和X₂，分別放入矩陣HM中的第一列和第二列；

(3)把每一組X₁和X₂分別代入PI控制器進行仿真，記錄系統故障后到恢復額定狀態所需時間t_s以及送端母線暫態電壓的最大值U_1max，送端母線暫態電壓的最大值U_1max與穩態測量值U₁的差即為e(t)；