CN108388235B - 一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，本发明通过运行人员界面在控制器输入端叠加一个短时突变量，对直流系统输送电能没有影响，自动分析得出控制器动态性能指标，并给出PI调节器参数修改提示。在高压/特高压直流控制系统投入运行之后，可有效检验控制系统的动态性能，确保控制器参数满足高压/特高压直流输电的快速调节要求。在不影响正常输送电能的情况下，检测控制系统的动态性能，确保系统在扰动和故障时的调节性能。

Description

一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法
技术领域
本发明涉及一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法。
背景技术
高压/特高压直流输电系统包含整流站和逆变站，两站均配置了定电流控制器和定电压控制器，其中，定电流控制器的逻辑原理如图1所示：电流测量值减去电流指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分环节，得到的输出经限幅环节后，得到定电流控制器的输出；定电压控制器的逻辑原理如图2所示：电压测量值的绝对值减去电压指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分环节，得到的输出经限幅环节后，得到定电压控制器的输出。另外，整流站还配置了最小触发角控制器、逆变站还配置了定熄弧角控制器；采用限幅的方式在定熄弧角控制器、定电压控制器、定电流控制器之间进行协调配合。
超调量和响应时间是高压/特高压直流控制系统动态性能的两个关键指标，这些调节器采用比例积分(PI)调节，PI调节器中的比例作用保证调节过程不会过分振荡，减少增益系数Kp则可以减小超调量，但Kp过小使调节过程加长；增大时间常数Tn能使比例作用相对增强，也能减少超调量，但Tn过大，则调节中的积分作用将过小，调节过程也将加长。所以，调节器参数(Kp,Tn)必须选择恰当并相互配合，才能使整个直流输电系统响应快速、动态性能好、满足工程指标。另一方面，对于不同的高压/特高压直流输电工程，也要根据一次设备参数设置调节器参数。
专利CN201310629122.2公开了一种运用混合遗传算法对直流输电整流侧定电流控制器PI参数优化的方法，专利关注混合遗传算法，没有对定电压和定熄弧角控制参数进行优化。论文“贵广二回直流输电系统动态性能研究”(欧开建，中国电机工程学报，2007，27(z1))，研究分析贵广二回直流输电系统在直流系统各种指令或故障下的动态性能，通过PSCAD/EMTDC检验定电流、定电压、定熄弧角的控制参数的合理性，论文关注通过仿真实验以证明电网仿真模型和控制参数的正确性，对试验方法没有论述。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，在不影响正常输送电能的情况下，检测控制系统的动态性能，确保系统在扰动和故障时的调节性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，包括如下步骤：
步骤1、获取高压/特高压直流控制系统的控制模式状态：若为定电流控制模式则进入步骤2，若为定电压控制模式则进入步骤3，若为定熄弧角控制模式则进入步骤4；
步骤2、将(电流指令参考值+电流裕度补偿-电流裕度+电流动态试验调节量)作为电流指令值，电流测量值减去电流指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电流控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，电流动态试验调节量是阶跃量为α、持续时间为Ti的下阶跃；
步骤3、将(电压参考值+电压参考值补偿+电压动态试验调节量)作为电压指令值，电压测量值的绝对值减去电压指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电压控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，电压动态试验调节量是阶跃量为β、持续时间为Tu的下阶跃；
步骤4、将(熄弧角参考值+熄弧角动态试验调节量)作为熄弧角指令值，熄弧角测量值减去熄弧角指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定熄弧角控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，熄弧角动态试验调节量是阶跃量为θ、持续时间为Tg的下阶跃；
步骤5、生成超调量和响应时间，和行标要求进行比对，给出达标或超标提示，并给出控制器参数的修改提示。
优选，根据当前输送功率，α取50％或8％。
优选，Ti的范围为100～1000ms。
优选，β取5％。
优选，Tu的范围为2～10s。
优选，θ取5°。
优选，Tg的范围为2～10s。
本发明的有益效果是：
本发明在高压/特高压直流控制系统投入运行之后，可有效检验控制系统的动态性能，确保控制器参数满足高压/特高压直流输电的快速调节要求。在不影响正常输送电能的情况下，检测控制系统的动态性能，确保系统在扰动和故障时的调节性能。
附图说明
图1是现有设计中定电流控制器的逻辑原理示意图；
图2是现有设计中定电压控制器的逻辑原理示意图；
图3是本发明一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法的流程图；
图4是本发明定电流控制器的逻辑原理示意图；
图5是本发明阶跃试验超调量和响应时间示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图3所示，一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，包括如下步骤：
步骤1、获取高压/特高压直流控制系统的控制模式状态，确认哪种控制器在起作用：若为定电流控制模式则进入步骤2，若为定电压控制模式则进入步骤3，若为定熄弧角控制模式则进入步骤4。
直流系统有定电流控制、定电压控制、定熄弧角控制三种控制模式，三种控制都采用比例积分(PI)调节，当某种控制器起作用时，建立相应的标志位，根据相应的标志位判断何种控制器起作用。
步骤2、将(电流指令参考值+电流裕度补偿-电流裕度+电流动态试验调节量)作为电流指令值，电流测量值减去电流指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电流控制器的输出，并生成SOE(事件记录)和录波文件，进入步骤5，其中，电流动态试验调节量是阶跃量为α、持续时间为Ti的下阶跃，如图4所示。在运行人员界面设置相应的调节量和持续时间，测试过程自动录波，生成SOE。
步骤3、将(电压参考值+电压参考值补偿+电压动态试验调节量)作为电压指令值，电压测量值的绝对值减去电压指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电压控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，电压动态试验调节量是阶跃量为β、持续时间为Tu的下阶跃。
步骤4、将(熄弧角参考值+熄弧角动态试验调节量)作为熄弧角指令值，熄弧角测量值减去熄弧角指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定熄弧角控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，熄弧角动态试验调节量是阶跃量为θ、持续时间为Tg的下阶跃。
步骤5、生成超调量和响应时间，和行标要求进行比对，给出达标或超标提示，并给出控制器参数的修改提示。
优选，根据当前输送功率，α取50％或8％，Ti的范围为100～1000ms。即在定电流控制模式下，根据当前输送功率，施加阶跃量为50％、持续时间100～1000ms的下阶跃，或者施加阶跃量为8％、持续时间100～1000ms的下阶跃。
优选，β取5％，Tu的范围为2～10s。即在定电压控制模式下，施加阶跃量为5％、持续时间2～10s的下阶跃。
优选，θ取5°，Tg的范围为2～10s。即在定熄弧角控制模式下，施加阶跃量为5°、持续时间2～10s的下阶跃。
如图5所示，5(a)为控制系统的理想调节响应过程，超调量和响应时间都为0；5(b)和5(c)分别为欠阻尼和过阻尼系统的调节响应过程，其超调量和响应时间都要满足系统设计的要求。从图5可以看出，控制器参数影响系统的动态性能，对系统的稳定性至关重要。
本发明通过运行人员界面在控制器输入端叠加一个短时突变量，对直流系统输送电能没有影响，自动分析得出控制器动态性能指标，并给出PI调节器参数修改提示。在高压/特高压直流控制系统投入运行之后，可有效检验控制系统的动态性能，确保控制器参数满足高压/特高压直流输电的快速调节要求。在不影响正常输送电能的情况下，检测控制系统的动态性能，确保系统在扰动和故障时的调节性能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、获取高压/特高压直流控制系统的控制模式状态：若为定电流控制模式则进入步骤2，若为定电压控制模式则进入步骤3，若为定熄弧角控制模式则进入步骤4；
步骤2、将(电流指令参考值+电流裕度补偿-电流裕度+电流动态试验调节量)作为电流指令值，电流测量值减去电流指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电流控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，电流动态试验调节量是阶跃量为α、持续时间为Ti的下阶跃；
步骤3、将(电压参考值+电压参考值补偿+电压动态试验调节量)作为电压指令值，电压测量值的绝对值减去电压指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定电压控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，电压动态试验调节量是阶跃量为β、持续时间为Tu的下阶跃；
步骤4、将(熄弧角参考值+熄弧角动态试验调节量)作为熄弧角指令值，熄弧角测量值减去熄弧角指令值得到偏差值，该偏差值输入PI比例积分器，得到的输出经限幅后，得到定熄弧角控制器的输出，并生成SOE和录波文件，进入步骤5，其中，熄弧角动态试验调节量是阶跃量为θ、持续时间为Tg的下阶跃；
步骤5、生成超调量和响应时间，和行标要求进行比对，给出达标或超标提示，并给出控制器参数的修改提示。
2.根据权利要求1所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，根据当前输送功率，α取50％或8％。
3.根据权利要求2所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，Ti的范围为100～1000ms。
4.根据权利要求1所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，β取5％。
5.根据权利要求4所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，Tu的范围为2～10s。
6.根据权利要求1所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，θ取5°。
7.根据权利要求6所述的一种高压/特高压直流控制系统动态性能的测试方法，其特征在于，Tg的范围为2～10s。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113640560B (zh) * 2021-10-13 2022-03-11 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种参数化跨间隔直流阶跃数字信号生成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311945A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压直流输电系统的起动方法
CN104218565A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压/特高压直流输电控制策略切换方法
CN105633995A (zh) * 2016-02-03 2016-06-01 南方电网科学研究院有限责任公司 考虑直流控制策略对直流系统无功动态特性的影响分析方法
CN105790249A (zh) * 2014-12-14 2016-07-20 南京南瑞继保电气有限公司 一种特高压直流输电系统的电压、电流控制方法及系统
CN106208167A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 南京南瑞继保电气有限公司 一种并联高压直流输电控制系统阀组控制模式切换方法
DE102016109411A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Borgward Trademark Holdings Gmbh Verfahren, System und Fahrzeug mit einer dynamischen integralen Kompensation basierend auf einer PI-Motorsteuerung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105826941B (zh) * 2016-04-29 2018-06-05 四川大学 一种用于高压直流输电受端黑启动的控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311945A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压直流输电系统的起动方法
CN104218565A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压/特高压直流输电控制策略切换方法
CN105790249A (zh) * 2014-12-14 2016-07-20 南京南瑞继保电气有限公司 一种特高压直流输电系统的电压、电流控制方法及系统
CN105633995A (zh) * 2016-02-03 2016-06-01 南方电网科学研究院有限责任公司 考虑直流控制策略对直流系统无功动态特性的影响分析方法
DE102016109411A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Borgward Trademark Holdings Gmbh Verfahren, System und Fahrzeug mit einer dynamischen integralen Kompensation basierend auf einer PI-Motorsteuerung
CN106208167A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 南京南瑞继保电气有限公司 一种并联高压直流输电控制系统阀组控制模式切换方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
背靠背直流输电工程极控系统的研究;曹森;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》;20050715;正文第16-38页 *

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