一種接入油機的整流器的自適應控制方法與流程
2023-06-22 21:25:16 1
本發明涉及一種電壓變換設備的控制方法，具體涉及一種能夠自動適應油機容量的控制方法。
背景技術：
目前低成本小功率油機廣泛應用於無市電地區的輔助發電，在通信基站的離網系統中應用尤其普遍。但是在油機的使用過程中出現的問題很多，其中較為突出的幾個問題，一是維護人員為了攜帶方便，攜帶的油機容量小於整流器容量，或者是由於海拔較高，油機實際輸出功率遠小於標稱容量，故由於容量不匹配導致油機負荷太大熄火的現象頻繁發生，而對維護人員來說，各個廠家的整流器參數調整方法又各不相同，調整起來又相當繁瑣。二是維護人員的操作水平參差不齊，很多人員缺少油機的基本操作規範培訓，就停機順序來講很多不是先關斷整流器再關油機的做法，而是直接停掉油機，油機帶載停機時，轉速電壓均降低，但整流器仍然維持恆功率運行，使油機的電流持續增加，超出油機的額定輸出電流值時會使電機的勵磁系統中的元件損壞。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：只有通過手動調整整流器的參數來匹配油機與整流器以及油機帶載停機時勵磁系統易損壞。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種接入油機的整流器的自適應控制方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1、整流器的控制單元通過傳感器實時獲取油機的輸入頻率f、輸入電壓v及輸入電流i，由控制單元將整流器的功率單元的功率環參考值pref初始化為0，整流器開機運行；
步驟2、控制單元以設定步長緩慢增加功率環參考值pref，在增加過程中，進行步驟3；
步驟3、由控制單元判斷檢測到的輸入頻率f及輸入電壓v是否有異常降低，若沒有，則進入步驟4，若有，則進入步驟5；
步驟4、控制單元根據檢測到的輸入電壓v及輸入電流i計算得到檢測輸出功率，判斷檢測輸出功率是否大於預先設定的最大值，若沒有返回步驟2，若檢測輸出功率大於預先設定的最大值，則控制單元降低功率環參考值pref後，返回步驟3；
步驟5、更新異常次數x，按式(1)更新功率環參考值pref：
pref＝(當前電壓*電壓異常降低前電流*n1)/x式(1)
式(1)中，n1為預先設定的超負荷時降功率係數；
步驟6、功率環參考值pref更新後，檢測輸入頻率f、輸入電壓v是否依然持續降低，若是，進入步驟7，若不是，記錄超負荷時刻系統的峰值功率，進入步驟8；
步驟7、將功率環參考值pref更新為0，判斷輸入頻率f、輸入電壓v是否降低至工作極限值以下，若是，則判斷為停機動作，結束後返回步驟6；
步驟8、控制單元以設定步長緩慢增加功率環參考值pref，在增加過程中，進行步驟9；
步驟9、由控制單元判斷檢測到的輸入頻率f及輸入電壓v是否有異常降低，若沒有，則進入步驟10，若有，則返回步驟5；
步驟10、控制單元根據檢測到的輸入電壓v及輸入電流i計算得到檢測輸出功率，判斷檢測輸出功率是否大於式(2)計算得到的計算值，若是，則降低功率環參考值pref後返回步驟9，若不是，則返回步驟8，其中：
計算值＝步驟6記錄的峰值功率*n2(2)
式(2)中，n2為可設定的油機安全高效運行的容量比。
本發明具有如下優點：根據油機超負荷時刻輸出電壓和頻率的變換趨勢，採用一種控制算法實現整流器和油機的普遍適應性，解決了只有通過手動調整整流器的參數來解決匹配的問題。另外也避免油機停機時刻由於輸出電流持續增加損壞油機勵磁系統的可能。
附圖說明
圖1為油機超負荷電壓頻率(周期)變換趨勢圖；
圖2為主控單元採樣油機模擬量，輸出功率環參考值作用於整流器功率環示意圖；
圖3為自適應控制算法流程圖。
具體實施方式
為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
在工作過程中，主控單元實時監測輸入電壓、輸入頻率的變化，若某一時刻油機超負荷，根據油機超負荷時輸出電壓和頻率均持續降低的特徵(如圖1所示)，主控單元迅速降低功率環的參考值pref為當前電壓*電壓跌落前電流*n1/x(n1為超負荷時降功率係數，默認為0.6，x為進入穩定運行狀態前油機異常次數)，以迅速降低油機負荷，使油機輸出電壓、頻率回歸正常範圍，並記錄超負荷時刻系統的峰值功率。隨後主控單元再次緩慢增加功率環參考值pref，使輸出功率等於超負荷時刻系統的峰值功率*n2，n2為可設定的油機安全高效運行的容量比(默認為0.7)，整流器在該功率下穩定運行，滿足油機在相對高效的範圍內安全工作。
本發明提供的算法中一旦檢測到油機的輸出功率大幅降低後，其輸出電壓、頻率仍持續降低，則將功率環參考值pref的參考值降為0，避免在油機停機時持續帶載損壞油機勵磁系統。
結合圖3，具體而言，本發明提供的一種接入油機的整流器的自適應控制方法，包括以下步驟：
步驟1、結合圖1，整流器的控制單元通過傳感器實時獲取油機的輸入頻率f、輸入電壓v及輸入電流i，由控制單元將整流器的功率單元的功率環參考值pref初始化為0，整流器開機運行；
步驟2、控制單元以設定步長緩慢增加功率環參考值pref，在增加過程中，進行步驟3；
步驟3、由控制單元判斷檢測到的輸入頻率f及輸入電壓v是否有異常降低，若沒有，則進入步驟4，若有，則進入步驟5；
步驟4、控制單元根據檢測到的輸入電壓v及輸入電流i計算得到檢測輸出功率，判斷檢測輸出功率是否大於預先設定的最大值，若沒有返回步驟2，若檢測輸出功率大於預先設定的最大值，則控制單元降低功率環參考值pref後，返回步驟3；
步驟5、更新異常次數x，按式(1)更新功率環參考值pref：
pref＝(當前電壓*電壓異常降低前電流*n1)/x式(1)
式(1)中，n1為預先設定的超負荷時降功率係數；
步驟6、功率環參考值pref更新後，檢測輸入頻率f、輸入電壓v是否依然持續降低，若是，進入步驟7，若不是，記錄超負荷時刻系統的峰值功率，進入步驟8；
步驟7、將功率環參考值pref更新為0，判斷輸入頻率f、輸入電壓v是否降低至工作極限值以下，若是，則判斷為停機動作，結束後返回步驟6；
步驟8、控制單元以設定步長緩慢增加功率環參考值pref，在增加過程中，進行步驟9；
步驟9、由控制單元判斷檢測到的輸入頻率f及輸入電壓v是否有異常降低，若沒有，則進入步驟10，若有，則返回步驟5；
步驟10、控制單元根據檢測到的輸入電壓v及輸入電流i計算得到檢測輸出功率，判斷檢測輸出功率是否大於式(2)計算得到的計算值，若是，則降低功率環參考值pref後返回步驟9，若不是，則返回步驟8，其中：
計算值＝步驟6記錄的峰值功率*n2(2)
式(2)中，n2為可設定的油機安全高效運行的容量比。
在本發明提供的算法中，系統有兩個穩定運行狀態：一是在油機容量大於整流器容量或者大於負載需求功率時的狀態，二是油機容量小於整流器容量和負載需求功率時，使油機的輸出功率等於油機峰值功率*油機高效運行容量比時的狀態。