專利名稱：電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于提供電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序
女口
廣 PFt O
背景技術(shù)：
區(qū)域間振蕩模式典型地由在電力傳輸系統(tǒng)的一個(gè)地理區(qū)域中的一組機(jī)器相對(duì)于在電力傳輸系統(tǒng)的另一個(gè)地理區(qū)域中的一組機(jī)器搖擺(swing)而被表征。區(qū)域間振蕩模式例如是在CN 101202451，US 6252753和EP 185四52中描述的。這些振蕩是通過(guò)例如在系統(tǒng)負(fù)荷中的正常改變或可能在故障后在系統(tǒng)中的切換事件而被發(fā)起的。這些振蕩可以典型地具有小于幾Hz的頻率，例如在0. 1-0. 8Hz的范圍內(nèi)， 以及只要它們衰減得足夠快，這些振蕩常常被認(rèn)為是可接受的。當(dāng)功率系統(tǒng)的工作點(diǎn)改變時(shí)，例如，由于在發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和/或傳輸線的連接或斷接后功率流的新的分布，可能出現(xiàn)不充分地阻尼的振蕩。在這些情形下，幾兆瓦的發(fā)送功率的增加可以造成在穩(wěn)定的振蕩與非穩(wěn)定振蕩之間的差別，這具有使得系統(tǒng)癱瘓或?qū)е峦降膩G失、互聯(lián)的丟失和最終不能為消費(fèi)者供應(yīng)電功率的可能性。電力傳輸系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)谋O(jiān)視和控制可以幫助網(wǎng)絡(luò)操作員精確地評(píng)估電力傳輸系統(tǒng)狀態(tài)和通過(guò)采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，諸如連接專門設(shè)計(jì)的振蕩阻尼設(shè)備， 而避免全部斷電。執(zhí)行功率振蕩阻尼(POD)的傳統(tǒng)的方式是把調(diào)制信號(hào)加到對(duì)于功率振蕩起反作用的致動(dòng)器的控制信號(hào)。可以被控制來(lái)執(zhí)行這樣的阻尼的典型致動(dòng)器包括同步發(fā)電機(jī)， HDVC 禾口 FACTS 設(shè)施?？梢杂凶枘徇@樣的振蕩的不同的方式。一個(gè)方式是通過(guò)使用利用超前-滯后補(bǔ)償?shù)腜OD設(shè)備?？梢詧?zhí)行功率振蕩阻尼的另一種方式是通過(guò)使用在所謂的相量POD中的基于相量的阻尼。相量POD是在US6559561中描述的。在相量POD中，將輔助信號(hào)提供到電力傳輸系統(tǒng)中用于致動(dòng)器的功率流控制器或電壓控制器，以便阻尼這樣的振蕩。相量POD使用一種方案，它表達(dá)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)中有效功率、電壓或電流振蕩，以及控制動(dòng)作被合成在另一相量形式中，以便對(duì)抗根振蕩。在這個(gè)過(guò)程中，事先需要系統(tǒng)振蕩頻率、控制信號(hào)相對(duì)于測(cè)量信號(hào)的最佳相位差、以及適當(dāng)?shù)脑鲆娴闹R(shí)。因此，使用這種技術(shù)，需要事先知道對(duì)于每種工作條件的適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償角度。然而，存在有與以上述的方式使用固定的相位補(bǔ)償角相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。電力傳輸系統(tǒng)的配置可以改變，例如因?yàn)樵趪?yán)重故障后的線路電力中斷。這意味著，對(duì)于不同的條件需要不同的相位角。為了在故障后提供有效的阻尼，然后必須確定在故障后的工作條件。今天，還沒(méi)有用于確定這樣的擾動(dòng)后工作條件的技術(shù)。所以，在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中需要一種改進(jìn)方案。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是能夠進(jìn)行可以不用確定擾動(dòng)后工作條件而被應(yīng)用的基于相量的功率或電壓振蕩阻尼。這個(gè)目的是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備以及根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品達(dá)到的。另外的優(yōu)選實(shí)施例基于從屬權(quán)利要求是明顯的。按照本發(fā)明的第一方面，提供了電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制方法，該方法包括以下步驟獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件中偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度，確定信號(hào)的改變速率，利用基于所確定的改變速率的積分因子對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，以及根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角，供阻尼控制信號(hào)生成單元使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。按照本發(fā)明的第二方面，提供了用于提供電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備。功率或電壓控制設(shè)備包括幅度獲取元件，被配置成獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件中偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度，斜率調(diào)查元件，被配置成確定信號(hào)的改變速率，以及第一處理塊，包括積分元件，被配置成利用基于所確定的改變速率的積分因子對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，所述第一處理塊還被配置成根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角，供阻尼控制信號(hào)生成單元使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。按照本發(fā)明的第三方面，提供了用于提供電力傳輸系統(tǒng)中的功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)程序被裝載在用于功率或電壓振蕩阻尼的設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，以及包括計(jì)算機(jī)程序代碼裝置，它在程序被裝載到內(nèi)部存儲(chǔ)器時(shí)使得設(shè)備獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件中偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度，確定信號(hào)的改變速率， 利用基于所確定的改變速率的積分因子對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，以及根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角，供阻尼控制信號(hào)生成單元使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。按照這些方面的本發(fā)明能夠使用適配地改變的相位補(bǔ)償角而抵消振蕩。這可以不用事先知道故障后工作條件而被實(shí)施。本發(fā)明還是靈活的，在于具有振蕩的高度可觀察性的任何測(cè)量信號(hào)可被使用而不用作任何重大的修改。這也意味著本發(fā)明可與本地和廣域阻尼有關(guān)地被使用。這是因?yàn)橄辔唤茄a(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)生成自動(dòng)地考慮由于使用不同的測(cè)量信號(hào)所引起的不同的要求而成為可能。這樣，可以避免用于本地和廣域功率或電壓振蕩阻尼的復(fù)制的相量POD設(shè)備。在對(duì)于具有第一極性的瞬時(shí)幅度以及與第一極性并行地對(duì)于具有相反極性的瞬時(shí)幅度執(zhí)行積分的一個(gè)變形中，信號(hào)的改變速率的方向被調(diào)查，并且在信號(hào)的改變速率的方向在第一時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有改變的情形下根據(jù)相反極性的積分的瞬時(shí)幅度進(jìn)行切換，以形成相位補(bǔ)償角。在另一個(gè)變形中，瞬時(shí)幅度被乘以比例因子，以及相位補(bǔ)償角的形成也是基于相乘的瞬時(shí)幅度。偏離振蕩將具有幅度，有可能最初按照這個(gè)幅度設(shè)置比例因子。信號(hào)的改變速率也可以被使用于調(diào)整比例因子。所述因子例如在信號(hào)的改變速率的方向在第二時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有被改變的情形下被減小。信號(hào)的改變速率也可以在它在第三時(shí)間范圍內(nèi)沒(méi)有被改變的情形下被使用于禁止生成阻尼控制信號(hào)。
按照本發(fā)明的原理的相位補(bǔ)償角的確定允許對(duì)于本地測(cè)量和遠(yuǎn)程測(cè)量的信號(hào)二者進(jìn)行基于相量的功率或電壓振蕩阻尼。按照另一個(gè)變形，獲得對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)系統(tǒng)元件的功率特性的系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)，以及根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)生成代表偏離振蕩的至少一個(gè)信號(hào)。系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)可以是多模式的，在這種情形下可以從這個(gè)信號(hào)中提取每個(gè)模式分量，對(duì)于每個(gè)模式可以生成代表偏離振蕩的信號(hào)，并對(duì)于每個(gè)模式形成相位補(bǔ)償角。每個(gè)這樣的相位補(bǔ)償角然后可以提供給對(duì)于該模式所提供的對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)生成單元。 對(duì)于諸如在系統(tǒng)中的AVR、PSS或FACTS設(shè)備那樣的單個(gè)致動(dòng)設(shè)備，通過(guò)相加來(lái)自各個(gè)阻尼控制單元的所有的單獨(dú)阻尼控制信號(hào)而獲得最后的阻尼控制信號(hào)。對(duì)于多個(gè)致動(dòng)設(shè)備，如果一個(gè)致動(dòng)設(shè)備被使用于阻尼一個(gè)特定的模式，則來(lái)自對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)生成單元的對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)被提供給各個(gè)致動(dòng)設(shè)備。按照另一個(gè)變形，形成具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)幅度的振幅和對(duì)應(yīng)于相位調(diào)節(jié)角度的相位的阻尼信號(hào)。


在以下的文本中，參照在附圖上顯示的優(yōu)選的示范性實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的主題，其中圖1示意地顯示電力傳輸系統(tǒng)的兩個(gè)地理區(qū)域以及按照本發(fā)明的第一實(shí)施例提供的相量POD設(shè)備和增益調(diào)度單元，圖2顯示在圖1的相量POD設(shè)備中使用的、按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元的示意性框圖，圖3示意地顯示概述在按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法中執(zhí)行的許多方法步驟的流程圖，圖4顯示在發(fā)生三相故障后自適應(yīng)功率振蕩阻尼與具有固定相位角的功率振蕩阻尼相比較的兩個(gè)圖，圖5顯示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的原理確定的相位補(bǔ)償角的圖，圖6示意地顯示電力傳輸系統(tǒng)的四個(gè)地理區(qū)域以及按照本發(fā)明的第二實(shí)施例提供的相量POD設(shè)備和增益調(diào)度單元，圖7顯示在圖5的相量POD設(shè)備中使用的、按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元的示意性框圖，以及圖8示意地顯示按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的相量POD設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖1示意地顯示其中提供按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的、用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備的簡(jiǎn)化的電力傳輸系統(tǒng)。電力傳輸系統(tǒng)優(yōu)選地是在諸如50或60Hz 的網(wǎng)絡(luò)頻率上運(yùn)行的交流電力傳輸系統(tǒng)。電力傳輸系統(tǒng)包括許多地理區(qū)域，在這里是兩個(gè)區(qū)域A_I和A_II。這些區(qū)域通過(guò)橢圓點(diǎn)線表示，它們典型地被提供成互相間隔大的距離，作為示例，其中一個(gè)可以被提供在芬蘭的南部，另一個(gè)在挪威的南部。地理區(qū)域在這里是相干區(qū)域。相干區(qū)域是其中一組諸
7如同步發(fā)電機(jī)那樣的機(jī)器相干地運(yùn)行的區(qū)域，即，它們一起振蕩。這樣的區(qū)域也可以被稱為電區(qū)域，因?yàn)闄C(jī)器在電的意義上是互相接近的。在這些地理區(qū)域，有用于連接地理上分開的區(qū)域的高壓串接線路、中壓線路、用于變換電壓和切換在線之間的連接的子站，以及在本地區(qū)域中的各種母線。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的說(shuō)明，第一地理區(qū)域A_I在這里被顯示為僅僅包括一條第一電力線12或電力傳輸母線，一個(gè)第一電機(jī)10和一個(gè)致動(dòng)設(shè)備11 (FACTS、HVDC、 PSS等)，以及第二地理區(qū)域A_II被顯示為僅僅包括一條第二電力線16或電力傳輸母線， 和一個(gè)第二電機(jī)14。這些地理區(qū)域是同相同系統(tǒng)的一部分的事實(shí)，是通過(guò)將兩條電力線12 和16互相連接的虛線表示的。這意味著，在這個(gè)簡(jiǎn)化的示例中，第一地理區(qū)域A_I僅僅包括第一機(jī)器10，而第二地理區(qū)域々_11僅僅包括第二機(jī)器14，因此，它們互相搖擺。致動(dòng)設(shè)備11在本例中是可以被影響或被控制的、用于去除這樣的搖擺的設(shè)備。在這個(gè)第一示例中，致動(dòng)設(shè)備(FACTS，HVDC， PSS等)11因此是致動(dòng)器，它通過(guò)使用本發(fā)明的用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備而被控制。本發(fā)明的這個(gè)第一實(shí)施例針對(duì)基于相量的功率振蕩阻尼設(shè)備，相量POD設(shè)備19， 它包括相量POD單元20和補(bǔ)償角度確定單元26。相量POD單元20在這里進(jìn)行本地測(cè)量， 艮口，在第一地理區(qū)域中本地地進(jìn)行測(cè)量，并也在這個(gè)區(qū)域中執(zhí)行控制。正如將從本發(fā)明的其它實(shí)施例看到的，本發(fā)明也可以應(yīng)用于廣域的功率或電壓振蕩阻尼。為了提供本地功率或電壓振蕩阻尼，這里有被連接到第一電力線的第一測(cè)量單元 18。這個(gè)測(cè)量單元又被連接到振蕩估計(jì)單元22，這個(gè)振蕩估計(jì)單元22被連接到阻尼控制信號(hào)生成單元24。振蕩估計(jì)單元22連同阻尼控制信號(hào)生成單元M在這個(gè)第一實(shí)施例中一起組成相量POD單元20，正如在US 6559561中描述的，該文檔在此引用以供參考。振蕩估計(jì)單元22和阻尼控制信號(hào)生成單元M被連接到補(bǔ)償角度確定單元沈以及增益調(diào)度單元觀。補(bǔ)償角度確定單元沈也被連接到增益調(diào)度單元觀，該增益調(diào)度單元被連接到致動(dòng)器和控制致動(dòng)器。用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備，按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，僅僅由補(bǔ)償角度確定單元26組成。然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備可以按照本發(fā)明的原理通過(guò)這個(gè)補(bǔ)償角度確定單元26與相量POD設(shè)備19的其它單元(即，振蕩估計(jì)單元22和阻尼控制信號(hào)生成單元24)的任何組合而被提供。很有可能在按照本發(fā)明的、用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備的任何的變形中也包括增益調(diào)度單元觀。圖2示意地顯示補(bǔ)償角度確定單元沈的示意性框圖。補(bǔ)償角度確定單元沈包括以歸一化元件32的形式的幅度獲取元件，它接收信號(hào)|ΔΡ|。還有峰值檢測(cè)元件30，它也接收這個(gè)信號(hào)I ΔΡ I，并且被連接到歸一化元件32的調(diào)整端子。歸一化元件32又被連接到第一處理塊34、第一積分因子提供元件50、和倒相器元件Μ。另外，第一積分因子提供元件50被連接到第一處理塊。倒相器元件M又被連接到第二積分因子提供元件52和第二處理塊42，其中第二積分因子提供元件52被連接到第二處理塊42。處理塊34和42在這里執(zhí)行比例和積分處理活動(dòng)，所以在第一實(shí)施例中是PI塊。每個(gè)PI塊34和42包括被連接在對(duì)應(yīng)的積分因子提供元件50和52與相加元件 40和48之間的積分器元件38和44。每個(gè)PI塊還包括比例放大元件36和46，具有一個(gè)末端被連接到對(duì)應(yīng)的相加元件40和48。第一 PI塊34的比例放大元件36在這里以另一端連接到歸一化元件32，而第二 PI塊42的比例放大元件46被連接到倒相器元件M。第一 PI 塊34的相加元件40連接到開關(guān)元件56的第一輸入端子，而第二 PI塊42的相加元件48 被連接到開關(guān)元件56的第二輸入端子，該開關(guān)元件配備有一個(gè)輸出端子，提供相位角Φ。。 這個(gè)輸出端子在本實(shí)施例中也是相位補(bǔ)償角輸出。在補(bǔ)償角度確定單元沈中，還有斜率調(diào)查元件58，它也接收信號(hào)I ΔΡ|。斜率調(diào)查元件58被連接到調(diào)節(jié)方向控制元件62，該調(diào)節(jié)方向控制元件62被連接到開關(guān)元件56的控制端子，用于控制哪個(gè)輸入端子要被連接到輸出端子。斜率調(diào)查元件58還被連接到積分因子調(diào)整元件60。現(xiàn)在參照?qǐng)D1和2以及圖3，更詳細(xì)地描述本發(fā)明的第一實(shí)施例，該圖3示意地顯示概述在按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法中執(zhí)行的許多方法步驟的流程圖。如上所述，在第一和第二地理區(qū)域Α_Ι和A_II中的機(jī)器10和14互相相對(duì)搖擺， 這典型地在故障或擾動(dòng)發(fā)生后發(fā)生。與系統(tǒng)的運(yùn)行頻率相比較，這個(gè)搖擺通常是低頻搖擺。為了能夠抵消這個(gè)搖擺，測(cè)量單元18提供測(cè)量結(jié)果，典型地，來(lái)自系統(tǒng)元件(在這里是到相量POD單元20的振蕩估計(jì)單元22的第一電力線12)的電壓或電流相量測(cè)量結(jié)果。這些測(cè)量結(jié)果在這個(gè)第一實(shí)施例中確實(shí)組成系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)P。系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)在這里是反映至少一個(gè)系統(tǒng)元件的測(cè)量的功率特性的信號(hào)。在這里，它反映在運(yùn)行頻率方面以及在振蕩器分量一即引起搖擺的信號(hào)分量一方面的功率特性。在這個(gè)第一實(shí)施例中， 這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)直接由測(cè)量結(jié)果(諸如由測(cè)量單元18作出的電壓測(cè)量結(jié)果)組成。 振蕩估計(jì)單元22然后繼續(xù)進(jìn)行和估計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)(即，這些測(cè)量結(jié)果)的振蕩分量 Δ P。這個(gè)振蕩分量△ P是系統(tǒng)元件中的偏離振蕩，即，偏離系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)量的振蕩。這個(gè)分量因此具有一定的振幅和頻率。估計(jì)例如可以是按照在US 65598561中描述的原理的遞歸最小平方估計(jì)(RLQ。這個(gè)振蕩分量的振幅A和相位Φ然后被提供到阻尼信號(hào)提供元件Μ，該阻尼信號(hào)提供單元24繼續(xù)進(jìn)行和生成阻尼控制信號(hào)VTOD，該阻尼控制信號(hào)被提供到增益調(diào)度單元觀。相位和振幅在這里可被預(yù)先設(shè)置為缺省值，它可以是按照對(duì)于在擾動(dòng)之前存在的對(duì)于工作條件所需要的增益和相位設(shè)置的任何一個(gè)或多個(gè)數(shù)值。阻尼控制信號(hào)可以按照 US 65598561中描述的原理根據(jù)振蕩分量的幅度而被生成。振蕩估計(jì)單元22還提供代表以這個(gè)分量的絕對(duì)值的形式的振蕩分量以及這個(gè)感測(cè)的信號(hào)的可能的平均水平的信號(hào)I ΔP 給增益調(diào)度單元觀。它也把這個(gè)分量的絕對(duì)值提供到補(bǔ)償角度確定單元26。振蕩分量△ P典型地是在系統(tǒng)元件中從所預(yù)期的量的、功率流的偏離或電壓的偏離或電流的偏離，它典型地包括單個(gè)或多個(gè)阻尼的正弦分量。這個(gè)信號(hào)通常因?yàn)橄到y(tǒng)的工作條件的改變而出現(xiàn)。這意味著，信號(hào)I ΔΡ|在最大值與零之間變化，該最大值因此被檢測(cè)。因?yàn)樾盘?hào)|ΔΡ|首先從振蕩估計(jì)單元22被發(fā)射，在步驟64，啟動(dòng)由調(diào)節(jié)方向控制元件 62所操控的計(jì)數(shù)器。信號(hào)|ΔΡ|的出現(xiàn)還引起在步驟66，例如由調(diào)節(jié)方向控制元件62在補(bǔ)償角度確定單元26中選擇活躍的PI塊。這是選擇要提供相位補(bǔ)償角的那個(gè)PI塊。這個(gè)選擇有利地可以是缺省選擇，因此是第一 PI塊；34的缺省選擇。所述選擇保證，通過(guò)元件 62，開關(guān)元件56連接第一 PI塊34與調(diào)整角度輸出。典型地，補(bǔ)償角度確定單元沈被激活用于在一個(gè)振蕩周期內(nèi)的通常的運(yùn)行。在補(bǔ)償角度確定單元沈中，提供峰值檢測(cè)元件30， 以便獲得這個(gè)信號(hào)I ΔΡ|的瞬時(shí)幅度I八？^或峰值。被檢測(cè)的第一個(gè)這樣的峰值因此在
9這里是在一個(gè)振蕩周期后的第一峰值。因此獲得瞬時(shí)峰值幅度作為偏離ΔΡ的絕對(duì)值的峰值。首先檢測(cè)的瞬時(shí)峰值幅度還被提供到歸一化單元32，它使用這個(gè)瞬時(shí)峰值幅度來(lái)設(shè)置所檢測(cè)的數(shù)值被歸一化到的、1與0之間的范圍。振蕩分量的瞬時(shí)峰值幅度|ΔΡ|ρ可以通過(guò)由峰值檢測(cè)元件30檢測(cè)信號(hào)I ΔΡ|的峰值或RMS(均方根)而獲得。此后，在步驟68，繼續(xù)獲得或接收信號(hào)I ΔΡ I，并把它提供到歸一化元件32。峰值在這里因此被歸一化元件32 使用來(lái)將信號(hào)I ΔΡ|歸一化，該歸一化的信號(hào)I ΔΡ|然后被提供到第一積分因子提供元件 50、第一比例放大元件36和倒相器元件Μ。倒相器元件M將歸一化的信號(hào)I ΔΡ|倒相， 并把這個(gè)歸一化的倒相的信號(hào)-I ΔΡ提供到第二 PI塊42的第二積分因子提供元件52和第二比例放大元件46。在完成這些以后，在步驟70，由斜率調(diào)查元件58檢測(cè)信號(hào)I ΔΡ|的改變速率d I AP|/dt。這個(gè)元件也形成改變速率或斜率的絕對(duì)值|d| AP|/dt|。這兩個(gè)數(shù)值d| AP|/dt和|d| AP|/dt被提供到積分因子調(diào)整元件60，該積分因子調(diào)整元件又使用它們用于影響在兩個(gè)積分因子提供元件50和52中的積分因子Ki的設(shè)置值。積分因子提供元件50和52又把這個(gè)因子Ki應(yīng)用到積分元件38和44。積分元件因此通過(guò)使用積分因子Ki進(jìn)行積分。在步驟72，信號(hào)|ΔΡ|的兩個(gè)版本，它們是歸一化的正的瞬時(shí)幅度和負(fù)的瞬時(shí)幅度，因此被并行地供應(yīng)到兩個(gè)PI塊，這兩個(gè)PI塊對(duì)信號(hào)I ΔΡ|的絕對(duì)值(正的)瞬時(shí)幅度和信號(hào)I ΔΡ|的倒相的絕對(duì)值(負(fù)的)瞬時(shí)幅度執(zhí)行PI活動(dòng)。在第一實(shí)施例中，這意味著，瞬時(shí)幅度和倒相的瞬時(shí)幅度在元件36和46中被乘以比例因子Κρ，以及在積分元件38和44中通過(guò)積分因子Ki被積分。在這個(gè)第一實(shí)施例中， 比例因子Kp是靜止或固定的，而積分因子是可變的，即，它是根據(jù)信號(hào)的改變速率d I Δ P I / dt或斜率而變化的。典型地，高的數(shù)值，S卩，陡的斜率導(dǎo)致使用高的因子，而低的數(shù)值或小的斜率導(dǎo)致使用低的因子。這意味著，瞬時(shí)幅度通過(guò)基于所確定的改變速率的積分因子Ki被積分。在每個(gè)PI塊中的按比例控制的和積分的瞬時(shí)幅度和倒相的瞬時(shí)幅度然后在對(duì)應(yīng)的相加元件40和48中被組合，用于形成兩個(gè)候選的補(bǔ)償角度，其中根據(jù)正的瞬時(shí)幅度作出的組合的結(jié)果經(jīng)由開關(guān)元件56輸出原先被提供為相位補(bǔ)償角Φ。，以及基于負(fù)的瞬時(shí)幅度的組合最初沒(méi)有被使用。因此，在步驟74，通過(guò)使用活躍的PI塊一在這里是第一 PI塊一， 根據(jù)信號(hào)I ΔΡ|的瞬時(shí)幅度形成補(bǔ)償角度Φ。。補(bǔ)償角度Φ。然后被提供到相量POD單元20的阻尼控制信號(hào)生成單元Μ，它繼續(xù)進(jìn)行和在形成阻尼控制信號(hào)Vtod中使用這個(gè)相位。這個(gè)阻尼控制信號(hào)Vtod然后被供應(yīng)到調(diào)度單元觀，作為平均值Pavg，以及偏離振蕩的絕對(duì)值|ΔΡ|。補(bǔ)償角度確定單元沈在這里也把振蕩的峰值I斜率值d| AP|/dt供應(yīng)到這個(gè)調(diào)度單元沘。這個(gè)數(shù)據(jù)然后連同被使用于生成特定的致動(dòng)器控制信號(hào)的致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的知識(shí)一起被使用來(lái)控制致動(dòng)器10。 阻尼控制信號(hào)Vroil然后有利地是調(diào)制信號(hào)，它可被加到由增益調(diào)度單元觀生成的控制信號(hào)上，用于控制致動(dòng)器11。相位調(diào)節(jié)角度此后以相同的方式持續(xù)地被確定，用于信號(hào)I ΔΡ|的以后檢測(cè)的數(shù)值。這樣，振蕩借助于適配地改變的相位補(bǔ)償角而被抵消。通過(guò)使用這樣生成的相位補(bǔ)償角，絕對(duì)振蕩的幅度將被減小到零。這意味著，當(dāng)絕對(duì)振蕩幅度開始減小時(shí)，第一 PI塊的輸出慢慢地飽和到相位補(bǔ)償角數(shù)值，該相位補(bǔ)償角數(shù)值在工作條件改變后對(duì)系統(tǒng)振蕩提供適當(dāng)?shù)淖枘?。而且，這不用關(guān)于故障后工作條件的任何現(xiàn)有的知識(shí)而完成。這樣，振蕩被適配地阻尼掉。不需要知道關(guān)于在系統(tǒng)故障后的系統(tǒng)的任何預(yù)先的條件。而且，它是靈活的，在于它可以適配于任何情形。本發(fā)明為了獲得相位補(bǔ)償角不需要任何線性的系統(tǒng)模型。這意味著，可以使用任何具有振蕩模式的高的觀察性的測(cè)量信號(hào)而不用任何重大的修改。這也意味著，相量POD設(shè)備可以被使用于本地和廣域阻尼。這是可能的，因?yàn)橄辔唤嵌妊a(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)生成自動(dòng)考慮由使用不同的測(cè)量信號(hào)所引起的不同的要求。這樣，因此可以避免用于本地和廣域功率或電壓振蕩阻尼的復(fù)制的相量POD設(shè)備。圖4顯示在發(fā)生系統(tǒng)故障后自適應(yīng)功率振蕩阻尼與具有25度的固定相位角的功率振蕩阻尼相比較的兩個(gè)圖。這里，上面的圖顯示角度差α隨時(shí)間的變化。這個(gè)角度差α 在這里是來(lái)自圖1的兩個(gè)功率傳輸母線之間的在時(shí)間上的相位差，其中對(duì)于使用本發(fā)明的自適應(yīng)方案的功率振蕩阻尼的角度差用深的虛線曲線被示出，而對(duì)于使用具有固定的相位角的功率振蕩阻尼的角度差用較淺的實(shí)線曲線被示出。圖4的下面的圖顯示致動(dòng)裝置的歸一化的電納，該致動(dòng)裝置在本例中具有靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器的形式。正如在上面的圖上那樣，使用固定相位角的控制用淺的實(shí)線代表，以及使用本發(fā)明的自適應(yīng)方案的控制用深的虛線代表。正如在圖上可以看到的，具有自適應(yīng)地確定的補(bǔ)償角度的功率振蕩阻尼提供廣域控制， 使得故障后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定，而使用固定補(bǔ)償角度的控制導(dǎo)致不穩(wěn)定的系統(tǒng)。在這里用的正相位補(bǔ)償角，S卩，對(duì)于具有第一極性一正的極性一的瞬時(shí)幅度按角度地執(zhí)行相位補(bǔ)償。然而，相位補(bǔ)償角有可能具有相反的符號(hào)，即，它是基于具有相反極性的瞬時(shí)幅度的、負(fù)的相位補(bǔ)償角。為了操控這種情形，斜率調(diào)查元件58把斜率檢測(cè)值持續(xù)地提供給調(diào)節(jié)方向控制元件62。這些數(shù)值可以是正的、負(fù)的、或零。最初，信號(hào)I ΔΡ|將具有正的斜率。如果在正確的角度方向上作出相位調(diào)節(jié)，則這個(gè)斜率在給定的時(shí)間間隔內(nèi)將減小，變?yōu)榱?，并最終變?yōu)樨?fù)的。然而，如果在給定的時(shí)間間隔內(nèi)它沒(méi)有做到這一點(diǎn)，則其上作出調(diào)節(jié)的角度方向是錯(cuò)誤的，應(yīng)當(dāng)使用相反的方向。本發(fā)明的第一實(shí)施例通過(guò)接收來(lái)自斜率調(diào)查元件60的改變速率測(cè)量結(jié)果d I Δ P I /dt和調(diào)查這些改變速率或斜率的正負(fù)號(hào)的調(diào)節(jié)方向控制元件62而對(duì)付這種情形。如果在步驟76改變正負(fù)號(hào)，則在步驟78，調(diào)節(jié)方向控制元件62復(fù)位計(jì)數(shù)器，然后在步驟68，繼續(xù)進(jìn)行和獲得幅度值。然而，如果在步驟76沒(méi)有改變正負(fù)號(hào)，則調(diào)節(jié)方向控制元件60在步驟80繼續(xù)進(jìn)行和比較計(jì)數(shù)器的時(shí)間與第一時(shí)間閾值Tl。如果這個(gè)閾值Tl沒(méi)有被超過(guò)，則在步驟68，如前面那樣，繼續(xù)進(jìn)行生成相位補(bǔ)償角，而如果這個(gè)閾值 T 1被超過(guò)，則在步驟80調(diào)節(jié)方向控制元件60致動(dòng)開關(guān)元件56，以使得現(xiàn)在由第二 PI塊 42提供相位補(bǔ)償角Φ。。這樣，調(diào)節(jié)方向控制元件60在步驟82，改變活躍的PI塊，保證補(bǔ)償角度Φ。代之以根據(jù)倒相的瞬時(shí)幅度而被形成。此后，繼續(xù)根據(jù)倒相的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角。這樣，保證振蕩被快速抵消，即使最初選擇的是錯(cuò)誤方向。按照本發(fā)明的第一實(shí)施例提供的、在故障發(fā)生后自適應(yīng)地改變的補(bǔ)償角度Φ。示意地顯示于圖5。從這個(gè)圖上可以看到，相位補(bǔ)償最初在正的方向上執(zhí)行，該正的方向在故障后約5秒后被發(fā)現(xiàn)是錯(cuò)誤的，該時(shí)間因此是示范性的第一閾值。因此，相位補(bǔ)償此后在負(fù)的方向上執(zhí)行。從該曲線可以看到，在約12秒后獲得約-77度的穩(wěn)定的相位補(bǔ)償角。在這里應(yīng)當(dāng)提到，相對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施例可以作出許多變形。有可能首先使用第二 PI塊，如果第二 PI塊提供錯(cuò)誤方向上的相位補(bǔ)償角，則使用第一 PI塊。而且，有可能只調(diào)查一個(gè)方向，即，去除一個(gè)PI塊。在這種情形下，也不需要調(diào)節(jié)方向控制元件和開關(guān)
11元件。也有可能省略PI塊的比例的部分，即，只使用積分活動(dòng)。也可以省略歸一化。有可能在斜率調(diào)查元件58之前提供低通濾波器，以便在執(zhí)行斜率檢測(cè)之前濾除高頻分量。負(fù)的方向因此不能被調(diào)查。這里有可能代替它或此外，如果幅度增長(zhǎng)，則比例因子受到影響，以使得它減小。為此，補(bǔ)償角度確定單元還可以包括比例因子調(diào)整元件，它改變比例因子。這個(gè)改變可以根據(jù)絕對(duì)振蕩幅度的改變速率或斜率，即信號(hào)的改變速率，而被執(zhí)行。也有可能完全禁止阻尼控制信號(hào)。因此，計(jì)數(shù)器的定時(shí)可以與第二閾值進(jìn)行比較，如果它超過(guò)第二閾值，則減小比例因子。計(jì)數(shù)器的定時(shí)可以與第三閾值進(jìn)行比較，如果它超過(guò)第三閾值，則禁止阻尼操作。在后者的情形下，補(bǔ)償角度確定單元可包括操作中止元件，它將發(fā)送禁止信號(hào)到相量POD單元20的阻尼信號(hào)生成單元24，它作為應(yīng)答，不再生成阻尼信號(hào) VroD。這個(gè)第三閾值可以有利地是與第一閾值相同的。而且。有可能補(bǔ)償角度確定單元接收信號(hào)ΔΡ的幅度。在這種情形下，有可能比例因子最初按照這個(gè)幅度被設(shè)置。最后，應(yīng)當(dāng)提出，補(bǔ)償角度確定單元的操作的開始不限于在一個(gè)振蕩周期后的第一個(gè)峰值。在第一實(shí)施例中顯示的相量POD設(shè)備是本地運(yùn)行的相量POD設(shè)備，即，在本地測(cè)量的數(shù)值上操作。然而，也有可能使用相量POD設(shè)備作為廣域相量POD設(shè)備，即，用于遠(yuǎn)程測(cè)量的數(shù)值。相量POD設(shè)備因此可被使用于除了用于本地阻尼以外的其它的情形。它可以被使用于廣域阻尼。這意味著，它可以接收來(lái)自除了本地區(qū)域以外的其它地理區(qū)域的測(cè)量結(jié)果。然后，有可能使用在本發(fā)明的第一實(shí)施例中描述的POD輔助單元。然而也有可能使用按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元，它而且也考慮這樣的測(cè)量結(jié)果的延時(shí)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D6和7描述按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的相量POD設(shè)備，其中圖6顯示電力傳輸系統(tǒng)的四個(gè)地理區(qū)域以及相量POD設(shè)備和增益調(diào)度單元，以及圖7顯示按照第二實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元的示意性框圖。在圖6的系統(tǒng)中，有四個(gè)地理區(qū)域A_1, A_11,A_111和A_IV，每個(gè)地理區(qū)域相對(duì)其它的地理區(qū)域之一搖擺。每個(gè)區(qū)域配備有測(cè)量單元18、84、86和88。在這里應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在每個(gè)地理區(qū)域中可以有更多的測(cè)量單元。而且，測(cè)量單元通常被連接到電力線和母線。測(cè)量單元在這里可以是相量測(cè)量單元(PMU)。PMU以特定的電流和電壓相量提供帶時(shí)間戳的、 關(guān)于系統(tǒng)的本地信息。由PMU在網(wǎng)絡(luò)上收集的和被集中處理的多個(gè)相量測(cè)量結(jié)果因此可以提供電力傳輸系統(tǒng)的總的電狀態(tài)的快照。這樣的PMU通常配備有GPS同步的時(shí)鐘，將以相等量的時(shí)間點(diǎn)，例如，每20ms，發(fā)送諸如正順序相量那樣的相量。這些相量因此被加上具有高精確度的時(shí)間戳，時(shí)間戳可以代表相量在系統(tǒng)中被測(cè)量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)。相量可以通過(guò)使用輔助GPS(A-GPS)被加上時(shí)間戳，即，接收時(shí)間指示符。為了執(zhí)行這樣的加時(shí)間戳，每個(gè)測(cè)量單元18、84、86和88因此配備有用于與GPS衛(wèi)星通信的天線。相量因此在遙遠(yuǎn)的地理位置處獲得，并且由測(cè)量單元通常使用GPS時(shí)鐘而被加時(shí)間戳，并經(jīng)由可能幾千公里長(zhǎng)的通信信道被發(fā)送到相量對(duì)準(zhǔn)單元90。測(cè)量單元18、84、86和 88因此都被連接到相量對(duì)準(zhǔn)單元90，它可以是相量數(shù)據(jù)集中器(PDC)。這個(gè)相量對(duì)準(zhǔn)單元 90因此接收上述的相量，并同步它們，即打包具有相同的時(shí)間戳的相量。相量對(duì)準(zhǔn)單元90收聽(tīng)正在定期地(例如，每20ms)發(fā)送加上帶時(shí)間戳的相量的測(cè)量單元。相量對(duì)準(zhǔn)單元90按照時(shí)間戳對(duì)準(zhǔn)相量，預(yù)期每個(gè)時(shí)隙來(lái)自每個(gè)測(cè)量單元的一個(gè)相量，并當(dāng)對(duì)應(yīng)于給定的時(shí)隙的這些相量可用時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)所有的相量。相量對(duì)準(zhǔn)單元90還被連接到組合單元91，它組合來(lái)自至少兩個(gè)區(qū)域的相量，以便提供系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)P(t)。在這個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)因此是反映一個(gè)以上的系統(tǒng)元件--這里是兩個(gè)系統(tǒng)元件--的測(cè)量的功率特性(如電壓)的組合的信號(hào)。它在這里反映在工作頻率和振蕩分量方面的功率特性。這個(gè)組合單元91然后被連接到相量POD 單元，該相量POD單元20以與圖1相同的方式被連接到補(bǔ)償角度確定單元沈和增益調(diào)度單元觀。增益調(diào)度單元觀還被連接到致動(dòng)器92，用于在系統(tǒng)中執(zhí)行阻尼。在相量POD所位于的同一個(gè)地理區(qū)域中，或在另一個(gè)地理區(qū)域中，這可以是本地致動(dòng)器。另外，補(bǔ)償角度確定單元26以與圖1所示的相同的方式被連接到增益調(diào)度單元觀。然而，與補(bǔ)償角度確定單元沈有一個(gè)差別，也就是它配備有天線。本發(fā)明的、用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備在這里可以包括補(bǔ)償角度確定單元與振蕩估計(jì)單元、阻尼控制信號(hào)生成單元、增益調(diào)度單元、組合單元和相量對(duì)準(zhǔn)單元的任何組合。正如可以在圖7中看到的，按照第二實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元沈大部分部件是與第一實(shí)施例中的部件相同的。然而，它配備有被連接到開關(guān)元件56的輸出的延遲補(bǔ)償元件94。這個(gè)延遲補(bǔ)償元件94配備有所述天線，用于與GPS衛(wèi)星通信，例如使用A-GPS，以便獲得精確的時(shí)間。它也接收與偏離振蕩的樣本相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳，或?qū)幙山邮张c這些樣本所根據(jù)的測(cè)量值相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳。相量POD單元20在本實(shí)施例中根據(jù)來(lái)自互相搖擺的兩個(gè)區(qū)域和具有相同的時(shí)間戳的測(cè)量單元的相量，確定代表以振蕩的絕對(duì)值形式的偏離振蕩的信號(hào)，這是根據(jù)組合的信號(hào)p(t)完成的。該組合的信號(hào)在這里可以是基于具有相同的時(shí)間戳的、來(lái)自兩個(gè)區(qū)域的相量之間的差值的差值信號(hào)。信號(hào)I ΔΡ」然后可以由相量POD單元20根據(jù)這樣的組合的信號(hào)而生成。信號(hào)I APs |、搖擺的頻率f和對(duì)應(yīng)的樣本的時(shí)間戳的數(shù)值％被提供給補(bǔ)償角度確定單元沈，其中延遲補(bǔ)償單元94接收這樣的時(shí)間戳數(shù)值ts和搖擺頻率f。延遲補(bǔ)償單元94因此對(duì)于信號(hào)I ΔΡ」的特定的瞬時(shí)幅度，S卩，對(duì)于根據(jù)具有這些時(shí)間戳或時(shí)間數(shù)值的測(cè)量結(jié)果被確定的瞬時(shí)幅度，接收與在系統(tǒng)元件處的偏離振蕩相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳或時(shí)間數(shù)值。按照第二實(shí)施例的補(bǔ)償角度確定單元26以與如在第一實(shí)施例中的相同的方式確定相位調(diào)節(jié)角度Φ。，該角度在開關(guān)元件56的輸出處被提供。然而，這個(gè)角度還被調(diào)節(jié)，以便獲得也考慮測(cè)量結(jié)果的延遲的正確的相位調(diào)節(jié)值。更具體地，延遲補(bǔ)償單元94根據(jù)這個(gè)接收的時(shí)間值ts和本身的當(dāng)前時(shí)間t。，按照下式確定延時(shí)Td Td = tc-ts.這個(gè)延時(shí)然后被使用來(lái)按照下式確定延時(shí)補(bǔ)償因子φ d φ d = 2* π *f*Td這導(dǎo)致獲得調(diào)節(jié)的相位補(bǔ)償角φ/ = Φ^Φ,正如可以看到的，延遲補(bǔ)償單元94因此根據(jù)時(shí)間值％、當(dāng)前的時(shí)間t。和振蕩的頻率f確定延時(shí)補(bǔ)償因子Φ d，并用這個(gè)延時(shí)補(bǔ)償因子調(diào)節(jié)相位補(bǔ)償角。這樣，也有可能考慮測(cè)量信號(hào)的延時(shí)，這在這些信號(hào)遠(yuǎn)不是取自相量POD設(shè)備時(shí)是很重要的。這加速在廣域功率或電壓振蕩阻尼情形下的阻尼過(guò)程。按照第二實(shí)施例的變形，也有可能系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)是反映在僅僅一個(gè)元件一遠(yuǎn)離相量POD設(shè)備的遠(yuǎn)端元件一中的特性的信號(hào)。正如在圖7中可以看到的，有可能幾個(gè)區(qū)域可以互相搖擺。這個(gè)搖擺也可以同時(shí)發(fā)生。所以有可能組合單元91提供由幾個(gè)這樣的搖擺組成的一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)。偏離振蕩因此可以是多模式的。系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)因此是反映一個(gè)以上的系統(tǒng)元件一這里是兩個(gè)系統(tǒng)元件一的測(cè)量的功率特性(如電壓)的組合信號(hào)。它在這里反映在工作頻率和一個(gè)以上的振蕩分量方面的功率特性。這樣的組合信號(hào)在這里可以通過(guò)生成許多差值相量而被提供，每個(gè)差值相量被提供為在兩個(gè)地理區(qū)域的相量之間的差值，然后相加這些差值相量，以便獲得組合信號(hào)。作為替換例，有可能這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)由來(lái)自僅僅一個(gè)系統(tǒng)元件的測(cè)量結(jié)果組成，該系統(tǒng)元件因此經(jīng)歷在兩個(gè)地理區(qū)域之間的搖擺。為了操控這樣的組合的或多模式信號(hào)P，可以提供如在圖8上顯示的相量POD設(shè)備 19。這里，有信號(hào)提取單元96，它按照估計(jì)的頻率拆分組合的信號(hào)，S卩，它從組合信號(hào)P提取每個(gè)模式分量。在這個(gè)示例中，它通過(guò)把組合信號(hào)P拆分成第一、第二…和第η個(gè)信號(hào)P1, P2 和Ρη，其中每個(gè)這樣的信號(hào)被提供到對(duì)應(yīng)的相量POD單元20、98和102而做到這一點(diǎn)。連接到每個(gè)這些相量POD單元的是對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償角度確定單元沈、100和104，這些補(bǔ)償角度確定單元把相位調(diào)節(jié)角度Φ。1; 6。2和Φ。η提供到對(duì)應(yīng)的相量POD單元20、98和102。然后， 每個(gè)相量POD單元提供對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)VroD1，Vpod2和VroD3。這里有可能這些阻尼控制信號(hào)被組合和被提供到連接到一個(gè)致動(dòng)器的共同的增益調(diào)度單元。也有可能每個(gè)這樣的阻尼控制信號(hào)被提供到控制致動(dòng)器的對(duì)應(yīng)的增益調(diào)度單元。所選擇的增益調(diào)度單元通常依賴于互相搖擺的那些區(qū)域。在牽涉到一些這樣的搖擺的區(qū)域中的致動(dòng)器所以可以通過(guò)抵消這些搖擺的阻尼控制信號(hào)被控制。對(duì)于多個(gè)致動(dòng)設(shè)備，如果一個(gè)致動(dòng)器專用于阻尼一個(gè)特定的模式，則對(duì)應(yīng)的Vtod信號(hào)可以從各個(gè)相量POD單元被直接饋送到對(duì)應(yīng)的致動(dòng)設(shè)備。在這里應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在本發(fā)明的這個(gè)變形中也可以施加延時(shí)補(bǔ)償。有可能對(duì)于本發(fā)明作出許多另外的變形。在同一個(gè)實(shí)體中不一定必須一起提供振蕩估計(jì)單元和阻尼信號(hào)生成單元，而它們可以是分開的。從其中進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)元件有利地是電力線。然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，也可以設(shè)想其它類型的系統(tǒng)元件，諸如變換器和變壓器。按照本發(fā)明的設(shè)備，S卩，單獨(dú)地或以任何以前描述的組合的補(bǔ)償角度確定單元，可以有利地以具有處理器和包括計(jì)算機(jī)程序代碼的內(nèi)部存儲(chǔ)器的控制器的形式被提供，該計(jì)算機(jī)程序代碼當(dāng)被處理器作用在其上時(shí)執(zhí)行被包括在設(shè)備中的單元的上述的功能。程序代碼也可以在數(shù)據(jù)載體上被提供。該數(shù)據(jù)載體在被裝載在這樣的存儲(chǔ)器中時(shí)執(zhí)行這個(gè)功能。 所以，本領(lǐng)域技術(shù)人員將看到，本發(fā)明的、用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備可以作為計(jì)算機(jī)程序被硬連線或被實(shí)施。用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備可以經(jīng)由廣域監(jiān)視和控制平臺(tái)而被提供。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的、用于提供功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備可以在FACTS設(shè)備上，具體地在用于FACTS設(shè)備的低級(jí)別功率電子控制平臺(tái)上，或替換地在諸如AVR或直接負(fù)載調(diào)制器那樣的快速動(dòng)作設(shè)備上運(yùn)行。所以，本發(fā)明僅僅由以下的權(quán)利要求書限定。
1權(quán)利要求
1.一種用于提供電力傳輸系統(tǒng)中功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的方法，包括以下步驟獲得(68)代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件(12)中偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度 (I ΔΡ|),確定(70)信號(hào)的改變速率(d AP|/dt)，利用基于所確定的改變速率的積分因子(Ki)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分(72)，以及根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成(74)相位補(bǔ)償角(Φ。)，供在阻尼控制信號(hào)生成單元04)中使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中積分是在具有第一極性的瞬時(shí)幅度上執(zhí)行的，并且還包括以下步驟與第一極性并行地對(duì)具有相反極性的瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，調(diào)查(76)信號(hào)的改變速率的方向，以及在改變速率的方向在第一時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形(80)下，根據(jù)相反極性的積分的瞬時(shí)幅度進(jìn)行切換(82)以形成相位補(bǔ)償角。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，還包括將瞬時(shí)幅度乘以比例因子(Ka)的步驟，其中形成相位補(bǔ)償角的步驟包括也根據(jù)相乘的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中偏離振蕩具有幅度，以及比例因子最初按照信號(hào)的這個(gè)幅度被設(shè)置。
5.按照權(quán)利要求3或4的方法，還包括根據(jù)信號(hào)的改變速率(d|AP|/dt)調(diào)整比例因子的步驟。
6.按照權(quán)利要求5的方法，還包括在改變速率的方向在第二時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形下減小比例因子的步驟。
7.按照任何前述權(quán)利要求的方法，還包括在改變速率的方向在第三時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形下禁止阻尼控制信號(hào)的生成的步驟。
8.按照任何前述權(quán)利要求的方法，還包括以下步驟對(duì)于被處理的所述信號(hào)的特定的瞬時(shí)幅度(I ΔΡ」)，獲得與在所述至少一個(gè)系統(tǒng)元件處的偏離振蕩相關(guān)聯(lián)的時(shí)間值(ts)； 根據(jù)這個(gè)時(shí)間值、當(dāng)前的時(shí)間和振蕩的頻率(f)確定延時(shí)補(bǔ)償因子；以及用這個(gè)延時(shí)補(bǔ)償因子調(diào)節(jié)相位補(bǔ)償角。
9.按照任何前述權(quán)利要求的方法，其中所述方法可以被使用于本地測(cè)量的和遠(yuǎn)端測(cè)量的信號(hào)二者。
10.按照任何前述權(quán)利要求的方法，還包括以下步驟獲得對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)系統(tǒng)元件的功率特性的系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)(P)，以及根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)，生成代表偏離振蕩的至少一個(gè)信號(hào)。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其中所述系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)(P)是多模式的，生成代表偏離振蕩的至少一個(gè)信號(hào)的步驟包括對(duì)于每個(gè)模式生成一個(gè)這樣的信號(hào)，以及還包括以下步驟從所述運(yùn)行反映信號(hào)提取每個(gè)模式分量(P” P2, Pn)；對(duì)于每個(gè)模式形成相位補(bǔ)償角 (φε1，φ。2，φcn)；以及把每個(gè)相位補(bǔ)償角供應(yīng)到對(duì)于所述模式提供的對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)生成單元。
12.按照任何前述權(quán)利要求的方法，還包括形成具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)幅度的振幅和對(duì)應(yīng)于所述相位調(diào)節(jié)角度的相位的阻尼信號(hào)(Vtod)。
13.一種用于提供電力傳輸系統(tǒng)中功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的設(shè)備，包括幅度獲取元件(32)，被配置成獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件(1 中偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度(I ΔΡ|)，斜率調(diào)查元件(58)，被配置成確定信號(hào)的改變速率(d| AP|/dt)，以及第一處理塊(34)，包括積分元件(38)，被配置成利用基于所確定的改變速率的積分因子(Ki)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，所述第一處理塊還被配置成根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角(Φ c)，供在阻尼控制信號(hào)生成單元04)中使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。
14.按照權(quán)利要求13的設(shè)備，其中第一處理塊被配置成在具有第一極性的瞬時(shí)幅度上操作，以及還包括第二處理塊(42)，具有積分元件(44)，被配置成與在第一處理塊中的處理并行地對(duì)具有相反極性的瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，以及調(diào)節(jié)方向控制元件(62)，被配置成調(diào)查信號(hào)的改變速率的方向，以及在改變速率的方向在第一時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形下， 在第二處理塊中根據(jù)相反極性的積分的瞬時(shí)幅度進(jìn)行切換(56)以形成相位補(bǔ)償角。
15.按照權(quán)利要求13或14的設(shè)備，其中每個(gè)處理塊還包括比例乘法元件(36，46)，被配置成將瞬時(shí)幅度與比例因子(Kp)相乘，以及組合元件G0，48)，被配置成根據(jù)相乘的和積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角。
16.按照權(quán)利要求15的設(shè)備，還包括至少一個(gè)比例因子調(diào)整元件，被配置成調(diào)節(jié)比例因子。
17.按照權(quán)利要求16的設(shè)備，其中偏離振蕩具有幅度，以及比例因子調(diào)整元件被配置成最初按照這個(gè)幅度設(shè)置每個(gè)比例乘法元件的比例因子。
18.按照權(quán)利要求16或17的設(shè)備，其中所述比例因子調(diào)整元件被配置成根據(jù)信號(hào)的改變速率(d AP|/dt)調(diào)整比例因子。
19.按照權(quán)利要求18的設(shè)備，其中比例因子調(diào)整元件被配置成在改變速率的方向在第二時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形下，減小每個(gè)比例乘法元件的比例因子。
20.按照權(quán)利要求13-19的任一項(xiàng)的設(shè)備，還包括操作中止元件，被配置成在改變速率的方向在第三時(shí)間極限內(nèi)沒(méi)有改變的情形下，禁止阻尼控制信號(hào)的生成。
21.按照權(quán)利要求13-20的任一項(xiàng)的設(shè)備，還包括延遲補(bǔ)償元件(94)，被配置成對(duì)于被處理的所述信號(hào)的特定的瞬時(shí)幅度(I ΔΡ」)，獲得與在所述系統(tǒng)元件處的偏離振蕩相關(guān)聯(lián)的時(shí)間值(ts)；根據(jù)這個(gè)時(shí)間值、當(dāng)前的時(shí)間和振蕩的頻率(f)，確定延時(shí)補(bǔ)償因子；以及用這個(gè)延時(shí)補(bǔ)償因子來(lái)調(diào)節(jié)相位補(bǔ)償角。
22.按照權(quán)利要求13-21的任一項(xiàng)的設(shè)備，還包括至少一個(gè)振蕩估計(jì)單元(22)，被配置成獲得對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)系統(tǒng)元件的功率特性的系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)(P)，以及根據(jù)所述系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)，生成代表偏離振蕩的信號(hào)。
23.按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述系統(tǒng)運(yùn)行反映信號(hào)(P)是多模式的，對(duì)于每個(gè)模式有一個(gè)振蕩估計(jì)單元，以及還包括信號(hào)提取單元(96)，被配置成從所述運(yùn)行反映信號(hào)提取每個(gè)模式分量(P1, P2, Pn)；一組補(bǔ)償角度確定單元(26，100，104)，每個(gè)包括幅度獲取元件，斜率調(diào)查元件和第一處理塊，用于形成對(duì)于一個(gè)模式的對(duì)應(yīng)的相位補(bǔ)償角(Φ。1; Φ。2， Φ。η)；以及把這個(gè)相位補(bǔ)償角供應(yīng)到對(duì)于模式提供的對(duì)應(yīng)的阻尼控制信號(hào)生成單元。
24.按照權(quán)利要求13-23的任一項(xiàng)的設(shè)備，還包括阻尼控制信號(hào)生成單元(M)，被配置成形成具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)幅度的振幅和對(duì)應(yīng)于所述相位調(diào)節(jié)角度的相位的阻尼信號(hào)。
25. 一種用于提供電力傳輸系統(tǒng)中功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被裝載在用于功率或電壓振蕩阻尼的設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，并包括計(jì)算機(jī)程序代碼裝置，它在所述程序被裝載在所述內(nèi)部存儲(chǔ)器中時(shí)使得設(shè)備獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件(12)中的偏離振蕩的信號(hào)的瞬時(shí)幅度 (I ΔΡ|)，確定信號(hào)的改變速率(d AP|/dt)，利用基于所確定的改變速率的積分因子(Ki)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分，以及根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角(Φ c)，供在阻尼控制信號(hào)生成單元04)中使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于提供電力傳輸系統(tǒng)中功率或電壓振蕩阻尼的改進(jìn)控制的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。設(shè)備包括幅度獲取元件(30)，被配置成獲得代表在電力傳輸系統(tǒng)的至少一個(gè)元件(12)中偏離振蕩的信號(hào)(|ΔP|)的瞬時(shí)幅度，斜率調(diào)查元件(58)，被配置成確定信號(hào)的改變速率，以及第一處理塊(34)，包括積分元件(38)，被配置成利用基于所確定的改變速率的積分因子(Ki)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行積分。第一處理塊還被配置成根據(jù)積分的瞬時(shí)幅度形成相位補(bǔ)償角(φc)，供在阻尼控制信號(hào)生成單元中使用，以便提供系統(tǒng)的功率或電壓振蕩阻尼。
文檔編號(hào)H02J3/24GK102474100SQ200980160800
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者B·喬德休里, B·伯格倫, N·雷喬德休里, R·馬朱姆德, S·雷 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司