2 传统PI控制
将D-STATCOM看作等效的交流电流源,采用PWM控制技术直接对电流的瞬时值进行控制,即直接电流控制。d-q0轴直接电流控制如图2所示。
传统的D-STATCOM-PI控制器一般将数据进行局部线性化处理。依据D-STATCOM具有的非线性特点,在出现干扰较大或运行点与正常值偏差过大的情况下,控制器的性能就会下降。
3 模糊PI ( Fuzzy-PI)控制策略的结构和原理
3.1模糊PI模型控制原理
Fuzzy-PI控制器结构如图3所示。按照模糊控制的原理和方法,以试验操作经验为基础,不依赖于控制系统的数学模型,归纳总结为IF(条件)THEN(结果)形式的模糊规则,然后将这些信息及规则存人计算机,用计算机实现这样的控制。
由图3可知,I-STATCOM的Fuzzy-PI控制有两个输入:一个是D-STATCOM接人点的电压参考值与实际值的偏差。;另一个是D-STATCOM接入点的电压参考值与实际值的偏差变化趋势△E。令E= U*pcc一Upcc 、△e=△(U*pcc -Upcc ),经模糊推理、模糊处理运算,便可得到该时刻的△Kp和△KI,从而实现对PI参数的最佳调整。根据最大的变化范围确定输入e、△e和输出△KP、SKI,相应的论域空间均为[-6,-5,-4,-3,-2,-1、0、1、2、3、4、5、6]。为了研究的方便,输入用E、DE表示,输出用△Kp、表示△KI。
3.2 Fuzzy-PI控制结构
常规PI控制器为:
式中,e(n)表示第n个采样周期PI控制器的偏差量;i(n)表示第n个采样周期PI控制器的控制量;T表示采样周期;K,表示积分时间常数;Kp表示比例积分增益。
由式(3)可得,i(n)和i(n-1)间的增量式为:
利用Ziegler-Nichols方法求解Kp'和KI'过程中,可实现参数的预整定。步骤为:首先令Kp'= KI'=0,然后增加 KP',直到系统振荡,此时临界状态Kp'的值为Ker,振荡周期为Ter。所以控制器参数为Kp'= 0. 45Ker 、Kl'=0.83Ter。
本文采用灵敏性较高的三角函数作为隶属度函数,将输入、输出变量的语言值分为7个(即{NB、NM、NS、0、PS、PM、PB } ),使三角函数的倾斜度取得更陡,从而使系统的控制效果增强。隶属度函数如图4所示。