[发明专利]一种配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力配电网安全控制技术领域，具体涉及一种配电网供电实时 补偿稳定性优化控制系统的实现方法。

背景技术

无功功率电源是电网的重要组成部分，而我国配网长期存在着结构规划不 合理，无功配置不科学的问题，几乎没有动态无功调节能力；因此，准确实时 的补偿配电系统无功已成为一个重要的研究方向。全控型电力电子器件的快速 发展为构建可测可控的新型智能电网，提高系统的稳定性提供了新的思路。

SVG是典型的电力电子设备，由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运 算模块及补偿输出模块。其工作原理为由外部CT检测系统的电流信息，然后经 由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器给出补偿的 驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。国际上最 先进的SVG产品是STATCOM---静止同步无功补偿器。SVG静止无功发生器采用可 关断电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上， 适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电 流。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。作为 有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流 也进行跟踪补偿。SVG具有良好的动态补偿能力，它由大功率IGBT构成可自换相 的桥式变流电路为核心，能够根据控制信号实现从感性无功到容性无功的快速 无差调节。由于电力系统是一个庞大的非线性系统，而且系统参数不固定，应 用传统的PI控制很难充分发挥SVG补偿瞬时无功的能力。

南京师范大学学报(工程技术版)在2011提出了一种电流双环控制方法， 外环为直流侧电容电压控制，内环采用电流控制，该方法对恒定负载补偿效果 好，但由于该控制方法中包含系统参数，而电力系统参数具有很大的不确定性， 使得控制器必须有很强的自适应性，实现难度大。

《四川电力技术》2012年公开了基于内模控制的静止同步补偿器研究，其 在双环控制的基础上，在电流内环引入内模控制结构，简化了参数设计，增强 了控制系统的鲁棒性；但在被控对象模型的建立上做了一定的近似等效，导致 结果存在误差。

发明内容

本发明是提供一种配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法， 能够实现不同负荷状态下的快速无功补偿及电压调整，有很强的鲁棒性和一定 的自适应能力；随着系统运行，神经网络能够继续学习系统的动态特性，将各 种故障状态、随机负载变化反馈给控制器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法，包括如下步骤：

(1)确定RNNI、RNNC结构，对权值矩阵进行初始化，使用白噪声作为SVG的 触发信号，采集系统输出作为训练数据，训练RNNI；

(2)设计PI控制器对SVG进行控制，并将系统的输入输出用于RNNC训练；

(3)使用训练好的RNNI、RNNC控制SVG，并给定期望输出；

(4)利用系统输出与期望输出之差，调整模型，使其学习SVG电力系统的动态 特性；

(5)依据内模原理的误差传递特性完成控制器的训练；

(6)重复以上步骤直到获得理想的控制结果。

进一步的，所述RNNI结构的确定方法包括如下步骤：

RNNI结构分为输入层、隐含层和输出层，输入信号由参考输入的个数加上控制 信号构成；由内模原理可知，辨识器输出信号的个数应与被控对象维数相同， 定义和是隐含层中第j个神经元的输入和输出；输出层的神经元用下 标k表示，输入输出分别为和定义u(t)，x₁(t-1)，x₂(t-1)，x₃(t-1) 和x₄(t-1)为RNNI的输入；和是连接神经元的递归权重，为 隐含层内部连接权值，定义隐含层和输出层的关联权重，隐含层输入输 出的关系可表示为：

隐含层神经元的激活函数选用正负对称的sigmoid函数——双曲正切函数，由 于隐含层存在激活函数的作用，且输出层内部没有相互联系，所以输出层每个 神经元的输入等于输出，因此，仅有一个等式来表示：

权重的调整采用实时递归学习算法，首先定义目标函数E_I(t)为误差平方和函数：