[發明專利]一種提高海上風電樁基外加電流陰極保護可靠性的控制方法

有效

• 申請號: 202110655306.0
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113445054B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張馨予;李光達;朱東旭;李先軍;劉磊;潘毓航;呂杰
• 申請（專利權）人: 大連科邁爾防腐科技有限公司;深圳中廣核工程設計有限公司
• 主分類號: C23F13/04
• 分類號: C23F13/04
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 楊威;鄧珂

1.一種提高海上風電樁基外加電流陰極保護可靠性的控制方法，所述方法應用于外加電流陰極保護系統中，其特征在于，包括如下步驟：

S1、確定恒電位運行模式下對應的控制參數，所述控制參數至少包括目標電位、保護電位報警上/下限值、報警電流上/下限值、輸出電流上/下限值以及PID調節參數；

S2、實時獲取所測海上風電樁基對應的參比電極的保護電位值以及輸出電流測量值；

S3、判斷當前所獲取的保護電位值是否位于所述保護電位報警上/下限值所構成的區間內，是則執行S5，否則執行S4；

S4、比較所述保護電位值與保護電位報警上/下限值并確定對應的報警操作，確定對應的報警操作的過程包括：若保護電位測量值高于保護電位報警上限值，則使得外加電流陰極保護系統進行欠保護報警操作并執行S5，若保護電位測量值低于保護電位報警下限值，則使得外加電流陰極保護系統進行過保護報警操作并執行S5；

S5、計算所述保護電位值與目標電位的差值；

S6、基于所設定的增量PID調節策略，計算出對應的輸出電流值，其中，所述增量PID調節策略包括：分別計算出輸出電流的比例增量、積分增量和微分增量，按照各自對應的PID調節參數調節電位差值以計算出對應的輸出電流值；

S7、判斷所計算的輸出電流值是否處于輸出電流上/下限值所構成的區間內，是則輸出所述輸出電流值，執行S8；否則判斷所述輸出電流值是否大于輸出電流上限值，是則將所述輸出電流上限值賦予輸出電流值，同時使得外加電流陰極保護系統輸出“電流高限值輸出”預警并執行S9，否則將所述輸出電流下限值賦予輸出電流值，同時使得外加電流陰極保護系統輸出“電流低限值輸出”預警并執行S9；

S8、對所述差值進行迭代賦值；

S9、判斷所述輸出電流值是否達到或超過報警電流上限值，是則使得外加電流陰極保護系統輸出“過流報警”并執行S10；否則直接執行S10；

S10、獲取并判斷此時電源輸出電壓是否達到或超過報警電壓上限值，是則使得外加電流陰極保護系統輸出“超壓報警”并執行S2，否則直接執行S2；其中，所述S6包括

所述增量PID調節策略包括：S61、計算出比例增量△Cp(i)=Kp*(e(i)-e(i-1))后，按照比例系數Kp調節減小電位差值e(i)；S62、計算輸出電流積分增量△Ci(i)=Ki*e(i)，按照積分系數Ki調節減小電位差值e(i)；S63、計算輸出電流微分增量△Cd(i)=Kd*(e(i)-2*e(i-1)+e(i-2))，按照微分系數Kd調節預測電位差值變化率；S64、計算經PID調節后的輸出電流增量△C(i)=△Cp(i)+△Ci(i)+△Cd(i)；同時計算輸出電流值C(i)=△C(i)+C(i-1)。

2.一種提高海上風電樁基外加電流陰極保護可靠性的控制系統，所述控制系統應用于外加電流陰極保護系統中，其特征在于，包括：

控制參數設定單元，其用于確定恒電位運行模式下對應的控制參數，所述控制參數至少包括目標電位、保護電位報警上/下限值、報警電流上/下限值、輸出電流上/下限值以及PID調節參數；

數據采集單元，其能夠實時獲取所測海上風電樁基對應的參比電極的保護電位值以及輸出電流測量值；

第一判斷單元，其能夠判斷當前所獲取的保護電位值是否位于所述保護電位報警上/下限值所構成的區間內，是則計算所述保護電位值與目標電位的差值，否則比較所述保護電位值與保護電位報警上/下限值并確定對應的報警操作，確定對應的報警操作的過程包括：若保護電位測量值高于保護電位報警上限值，則使得外加電流陰極保護系統進行欠保護報警操作并計算所述保護電位值與目標電位的差值，若保護電位測量值低于保護電位報警下限值，則使得外加電流陰極保護系統進行過保護報警操作，并計算所述保護電位值與目標電位的差值；

第一計算單元，其能夠基于所設定的增量PID調節策略，計算出對應的輸出電流值，其中，所述增量PID調節策略包括：分別計算出輸出電流的比例增量、積分增量和微分增量，按照各自對應的PID調節參數調節電位差值以計算出對應的輸出電流值；

第二判斷單元，其能夠判斷所計算的輸出電流值是否處于輸出電流上/下限值所構成的區間內，是則輸出所述輸出電流值，對所述差值進行迭代賦值；否則判斷所述輸出電流值是否大于輸出電流上限值，是則將所述輸出電流上限值賦予輸出電流值，同時使得外加電流陰極保護系統輸出“電流高限值輸出”預警并執行第一控制策略，否則將所述輸出電流下限值賦予輸出電流值，同時使得外加電流陰極保護系統輸出“電流低限值輸出”預警并執行第一控制策略；所述第一控制策略包括判斷所述輸出電流值是否達到或超過報警電流上限值，是則使得外加電流陰極保護系統輸出“過流報警”并執行第二控制策略；否則直接執行第二控制策略；所述第二控制策略包括獲取并判斷此時電源輸出電壓是否達到或超過報警電壓上限值，是則使得外加電流陰極保護系統輸出“超壓報警”并通知數據采集單元實時獲取下一次所測海上風電樁基對應的參比電極的保護電位值以及輸出電流測量值，否則直接通知數據采集單元實時獲取下一次所測海上風電樁基對應的參比電極的保護電位值以及輸出電流測量值； 其中，所述增量PID調節策略包括：首先、計算出比例增量△Cp(i)=Kp*(e(i)-e(i-1))后，按照比例系數Kp調節減小電位差值e(i)；其次、計算輸出電流積分增量△Ci(i)=Ki*e(i)，按照積分系數Ki調節減小電位差值e(i)；再次、計算輸出電流微分增量△Cd(i)=Kd*(e(i)-2*e(i-1)+e(i-2))，按照微分系數Kd調節預測電位差值變化率；最后、計算經PID調節后的輸出電流增量△C(i)=△Cp(i)+△Ci(i)+△Cd(i)；同時計算輸出電流值C(i)=△C(i)+C(i-1)。