本發(fā)明涉及變速抽蓄交流勵(lì)磁系統(tǒng)控制，更具體地說(shuō)，涉及一種變速抽蓄交流勵(lì)磁控制器多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)在線自動(dòng)辨識(shí)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著分布式電源滲透率不斷增加，定速抽蓄已經(jīng)無(wú)法滿足新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的需求，變速抽水蓄能(vsps)柔性控制成為迫切需求，交流勵(lì)磁系統(tǒng)(aes)作為可變速機(jī)組實(shí)現(xiàn)柔性控制的關(guān)鍵設(shè)備，目前尚無(wú)其合理且準(zhǔn)確的控制器參數(shù)辨識(shí)方法。

2、在vsps多階段柔性控制過(guò)程中，不同機(jī)組水頭和地理?xiàng)l件不同，造成機(jī)組之間的電氣參數(shù)不同，aes控制器參數(shù)亦不相同；同時(shí)由于單個(gè)機(jī)組aes不同階段的物理特性和控制目標(biāo)不同，所以aes控制模型和控制器參數(shù)都會(huì)伴隨機(jī)組階段的變化而發(fā)生改變。考慮到aes控制器具有自適應(yīng)控制參數(shù)的物理特性，自適應(yīng)控制參數(shù)辨識(shí)作為設(shè)計(jì)aes多階段柔性自適應(yīng)控制策略重要的環(huán)節(jié)，其合理性、準(zhǔn)確性是aes控制器設(shè)計(jì)和機(jī)組精細(xì)化仿真的前提。

3、另一方面，aes屬于多變量、強(qiáng)耦合、高階的非線性系統(tǒng)，其控制性能還與發(fā)電電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)息息相關(guān)。發(fā)電電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或者老化，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電電動(dòng)機(jī)的自身電氣參數(shù)發(fā)生變化，若不及時(shí)掌握aes控制器參數(shù)變化情況，使用過(guò)期控制參數(shù)將無(wú)法準(zhǔn)確的對(duì)機(jī)組暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行仿真研究，因此，aes控制器參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)是實(shí)現(xiàn)機(jī)組精準(zhǔn)化仿真研究的前提。

4、aes控制器參數(shù)辨識(shí)是指在vsps機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析確定aes控制器模型參數(shù)的過(guò)程。這些參數(shù)用于aes控制器的設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)按照預(yù)定的性能指標(biāo)運(yùn)行。

5、aes控制器參數(shù)辨識(shí)的關(guān)鍵在于選擇合適的模型結(jié)構(gòu)和辨識(shí)算法，以及確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，aes受到非線性、多變量、時(shí)變性、不確定性和外部干擾的影響，這些因素都會(huì)增加辨識(shí)的難度。因此，aes控制器參數(shù)辨識(shí)需要結(jié)合vsps機(jī)組具體情況進(jìn)行在線自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明申請(qǐng)一種變速抽蓄機(jī)組aes控制器多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)自動(dòng)在線辨識(shí)方法，不僅適用于不同水頭、地理?xiàng)l件機(jī)組的aes控制器參數(shù)辨識(shí)，還適用于單個(gè)機(jī)組aes在不同階段的柔性自適應(yīng)控制參數(shù)在線自動(dòng)辨識(shí)。

2、第一方面，本發(fā)明提出基于二次測(cè)量信號(hào)側(cè)疊加激勵(lì)信號(hào)的在線辨識(shí)方法，aes控制器內(nèi)環(huán)和外環(huán)同時(shí)疊加三相偽隨機(jī)序列激勵(lì)。

3、第二方面，本發(fā)明提出適用于vsps機(jī)組的發(fā)電過(guò)程和抽水過(guò)程不同階段的劃分方法。

4、第三方面，本發(fā)明提出基于最小二乘法的aes-msc控制器參數(shù)辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)aes-msc控制器參數(shù)智能辨識(shí)。

5、第四方面，本發(fā)明提出基于有限狀態(tài)機(jī)的aes-msc控制器多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)aes-msc控制器參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)功能。

6、第五方面，本發(fā)明提出基于硬件在環(huán)的aes-msc控制器多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)aes-msc控制器參數(shù)硬件在環(huán)下的辨識(shí)功能。

7、一種變速抽蓄aes多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)自動(dòng)在線辨識(shí)方法，機(jī)組除msc控制器是實(shí)物外，其他均由實(shí)時(shí)仿真機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：s1、讀取機(jī)組工作階段信號(hào)，判斷msc當(dāng)前所處工作階段；s2、基于msc當(dāng)前所處工作階段，采用三相偽隨機(jī)序列對(duì)msc控制器硬件在環(huán)的二次測(cè)量信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)；s3、采用粒子群算法識(shí)別msc控制器的比例和積分參數(shù)；s4、機(jī)組工作階段變化且不是停機(jī)階段，跳轉(zhuǎn)至s1，開始下一工作階段的參數(shù)辨識(shí)；s5、機(jī)組工作階段為停機(jī)階段，退出辨識(shí)程序。

8、識(shí)別出msc控制器的比例和積分參數(shù)后，中斷msc控制器與仿真機(jī)的通信，屏蔽msc控制器；根據(jù)機(jī)組工作階段信號(hào)，基于有限狀態(tài)機(jī)原理調(diào)用msc當(dāng)前工作階段的硬件在環(huán)仿真模型對(duì)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；仿真結(jié)果錯(cuò)誤，跳轉(zhuǎn)至s3，進(jìn)行二次辨識(shí)；仿真結(jié)果正確，保存msc控制器參數(shù)辨識(shí)結(jié)果。

9、本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：不僅適用于不同水頭、地理?xiàng)l件機(jī)組的aes控制器參數(shù)辨識(shí)，還適用于單個(gè)機(jī)組aes在不同階段的柔性自適應(yīng)控制參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)，具有良好的兼容性；基于二次側(cè)的疊加三相偽隨機(jī)序列激勵(lì)方法，避免對(duì)控制器中間變量進(jìn)行操作，增強(qiáng)了工程實(shí)用性；基于aes控制器內(nèi)環(huán)和外環(huán)同時(shí)激勵(lì)的控制參數(shù)辨識(shí)方法，有效解決了級(jí)聯(lián)pi控制器的分步辨識(shí)問(wèn)題；基于有限狀態(tài)機(jī)的aes多階段柔性控制參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)方法，有效解決分段辨識(shí)的問(wèn)題；基于硬件在環(huán)的控制參數(shù)在線辨識(shí)，避免了對(duì)機(jī)組的擾動(dòng)操作，提高了參數(shù)辨識(shí)的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種變速抽蓄aes多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)自動(dòng)在線辨識(shí)方法，其特征在于，機(jī)組除msc控制器是實(shí)物外，其他均由實(shí)時(shí)仿真機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，識(shí)別出msc控制器的比例和積分參數(shù)后，中斷msc控制器與仿真機(jī)的通信，屏蔽msc控制器；根據(jù)機(jī)組工作階段信號(hào)，基于有限狀態(tài)機(jī)原理調(diào)用msc當(dāng)前工作階段的硬件在環(huán)仿真模型對(duì)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；仿真結(jié)果錯(cuò)誤，跳轉(zhuǎn)至s3，進(jìn)行二次辨識(shí)；仿真結(jié)果正確，保存msc控制器參數(shù)辨識(shí)結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，msc控制器采用帶前饋雙閉環(huán)pi控制構(gòu)架。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，從msc控制器內(nèi)環(huán)和外環(huán)二次側(cè)測(cè)量信號(hào)分別疊加三相偽隨機(jī)序列信號(hào)的方法，對(duì)msc控制器參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，避免了內(nèi)環(huán)和外環(huán)pi控制器級(jí)聯(lián)而導(dǎo)致的分步辨識(shí)的問(wèn)題。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將三相形式的偽隨機(jī)序列信號(hào)分別與定子電流測(cè)量信號(hào)和轉(zhuǎn)子電流測(cè)量信號(hào)疊加，得到作為msc控制器的實(shí)際定子電流和轉(zhuǎn)子電流輸入信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，偽隨機(jī)序列信號(hào)的脈沖頻率為800-1200hz。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，偽隨機(jī)序列信號(hào)的脈沖頻率為1000hz。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用機(jī)組啟動(dòng)階段下msc控制器反饋輸入最大值的4％～8％確定三相偽隨機(jī)序列信號(hào)的大小。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，變速抽水蓄能機(jī)組發(fā)電過(guò)程包含：停機(jī)、發(fā)電啟動(dòng)、空載建壓、柔性并網(wǎng)、升負(fù)荷、穩(wěn)態(tài)發(fā)電、甩負(fù)荷和電氣制動(dòng)，msc在發(fā)電啟動(dòng)和停機(jī)階段不工作。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，變速抽水蓄能機(jī)組發(fā)電過(guò)程包含：停機(jī)、發(fā)電啟動(dòng)、空載建壓、柔性并網(wǎng)、升負(fù)荷、穩(wěn)態(tài)發(fā)電、甩負(fù)荷和電氣制動(dòng)，msc在發(fā)電啟動(dòng)和停機(jī)階段不工作。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種變速抽蓄A(yù)ES多階段柔性自適應(yīng)控制參數(shù)自動(dòng)在線辨識(shí)方法，所述方法包括：S1、讀取機(jī)組工作階段信號(hào)，判斷MSC當(dāng)前所處工作階段；S2、基于MSC當(dāng)前所處工作階段，采用三相偽隨機(jī)序列對(duì)MSC控制器硬件在環(huán)的二次測(cè)量信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)；S3、采用粒子群算法識(shí)別MSC控制器的比例和積分參數(shù)；S4、機(jī)組工作階段變化且不是停機(jī)階段，跳轉(zhuǎn)至S1，開始下一工作階段的參數(shù)辨識(shí)；S5、機(jī)組工作階段為停機(jī)階段，退出辨識(shí)程序。采用三相偽隨機(jī)序列對(duì)MSC控制器二次側(cè)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)，避免對(duì)控制器中間變量進(jìn)行操作，增強(qiáng)了工程實(shí)用性；基于控制器內(nèi)環(huán)和外環(huán)同時(shí)激勵(lì)的控制參數(shù)辨識(shí)方法，有效解決了級(jí)聯(lián)PI控制器的分步辨識(shí)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧長(zhǎng)虹,敬照亮,楊秋玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15