專利名稱：基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電壓無功綜合控制技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器(SVG)的電壓無功自動(dòng)控制(VQC)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
SVG (動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器，Static Var Generator)是近年來發(fā)展較為迅速的無功補(bǔ)償裝置，它主要由IGBT等電力電子器件構(gòu)成可控的電壓源逆變器，能為系統(tǒng)連續(xù)快速地提供容性無功和感性無功功率。隨著新型的動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器SVG大量應(yīng)用于電網(wǎng)的就地?zé)o功補(bǔ)償，需要將快速的 SVG裝置和傳統(tǒng)的VQC裝置結(jié)合起來協(xié)調(diào)控制，以保證調(diào)節(jié)目標(biāo)一致。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN2678227，
公開日2005_2_9，記載了一種電壓無功自動(dòng)控制裝置，該技術(shù)含有一個(gè)用于電網(wǎng)系統(tǒng)變化的檢測(cè)、控制系統(tǒng)，一個(gè)由電壓調(diào)節(jié)器、電容器組成補(bǔ)償系統(tǒng)，將檢測(cè)、控制系統(tǒng)與補(bǔ)償系統(tǒng)連在一起，制成電壓無功自動(dòng)控制裝置。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN1655085，
公開日2005_8_17，記載了一種基于公式的可編程電壓無功自動(dòng)控制裝置，該技術(shù)包括VQC控制單元，該單元通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與公式運(yùn)算單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，獲得并輸出控制命令，該單元具有與控制對(duì)象連接的控制輸出接口 ；公式運(yùn)算單元，該單元通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與VQC控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫提供運(yùn)算所需的所有數(shù)據(jù)，所述的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是由一系列的存儲(chǔ)器構(gòu)成的，向VQC控制單元和公式運(yùn)算單元提供其要求的信息，該數(shù)據(jù)庫采集被控制對(duì)象的數(shù)據(jù)，構(gòu)成具有多種信息的數(shù)據(jù)庫，是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。該技術(shù)作為一個(gè)電壓無功自動(dòng)控制裝置，保證電力系統(tǒng)中變電站的母線電壓質(zhì)量和無功平衡，它具備強(qiáng)大的可編程特性，滿足工程現(xiàn)場(chǎng)多變復(fù)雜的控制需求。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN101515720，
公開日2009_8_26，記載了一種火電廠集控型脈沖式電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，該技術(shù)含有一個(gè)用于電網(wǎng)系統(tǒng)變化的檢測(cè)、控制系統(tǒng)，一個(gè)由電壓調(diào)節(jié)器、電抗器組成補(bǔ)償系統(tǒng)，將檢測(cè)、控制系統(tǒng)與補(bǔ)償系統(tǒng)連在一起，制成電壓無功自動(dòng)控制裝置。但是上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足1、不能連續(xù)調(diào)節(jié)電壓和無功上述控制系統(tǒng)包含的控制對(duì)象為電容器組、電抗器組和變壓器，電壓按檔位變化，無功按電容或電抗的容量離散變化，不能連續(xù)地調(diào)節(jié)電壓和無功；2、響應(yīng)速度不夠快為了保證控制的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，通常要求電容、電抗不能頻繁進(jìn)行投切，變壓器不能頻繁進(jìn)行升降檔，而且保證有一定的操作時(shí)間間隔，在操作時(shí)間間隔內(nèi)任何設(shè)備都不能再進(jìn)行動(dòng)作。3、一般采用九區(qū)圖、十七區(qū)圖或其改進(jìn)方式，在各區(qū)的控制策略不同情況下，這種方式在各區(qū)的邊界處容易來回調(diào)節(jié)控制，容易發(fā)生振蕩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，提高了 VQC對(duì)電壓無功綜合控制的速度。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器、電壓無功自動(dòng)控制器和固定無功補(bǔ)償電路，其中若干組動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令動(dòng)態(tài)輸出連續(xù)的容性無功或感性無功，若干組固定無功補(bǔ)償電路并聯(lián)在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令投入或退出，輸出固定大小的容性無功或感性無功；電壓無功自動(dòng)控制器的輸入端分別與用戶PT(電壓互感器)和用戶CT(電流互感器) 相連以采集控制所需要的電壓和電流信號(hào)，電壓無功自動(dòng)控制器的輸出端分別連接動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器以及固定無功補(bǔ)償電路，并輸出控制指令。所述的動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器包括控制柜、功率柜、啟動(dòng)柜和開關(guān)柜，其中控制柜通過光纖與功率柜相連并輸出脈沖以控制功率器件的開關(guān)動(dòng)作和電壓輸出，控制柜分別與啟動(dòng)柜和開關(guān)柜相連并輸出開出信號(hào)以控制啟動(dòng)柜的啟動(dòng)模式以及開關(guān)柜中斷路器的閉合與斷開，功率柜與啟動(dòng)柜、啟動(dòng)柜與開關(guān)柜以及開關(guān)柜與電網(wǎng)之間均通過電纜相連接。所述的固定無功補(bǔ)償電路包括電容器組實(shí)現(xiàn)的容性無功補(bǔ)償電路和電抗器組實(shí)現(xiàn)的感性無功補(bǔ)償電路，其中電容器組包括電容器、串聯(lián)電抗器和斷路器，其中，電容器通過電纜和串聯(lián)電抗器相連，串聯(lián)電抗器通過電纜和斷路器相連，三者一起構(gòu)成容性無功補(bǔ)償電路；電抗器組包括電抗器、串聯(lián)電阻和斷路器，其中電抗器通過電纜和串聯(lián)電阻相連，串聯(lián)電阻通過電纜和斷路器相連，三者一起構(gòu)成感性無功補(bǔ)償電路。所述的電壓無功自動(dòng)控制器包括電量采集和計(jì)算模塊、區(qū)間判斷模塊、無功計(jì)算和輸出模塊、通信處理模塊和參數(shù)設(shè)置模塊，其中參數(shù)設(shè)置模塊配置所有控制過程中需要的參數(shù)，各參數(shù)參與后續(xù)的各運(yùn)算和控制環(huán)節(jié)。所述的電量采集和計(jì)算模塊采集控制點(diǎn)的電壓和電流，并計(jì)算出各控制點(diǎn)所需的電壓值、無功值和功率因數(shù)，計(jì)算出的各電量數(shù)值輸出給區(qū)間判斷模塊；區(qū)間判斷模塊根據(jù)當(dāng)前的電壓無功值和設(shè)定門限進(jìn)行比較，判斷所屬區(qū)域，判斷結(jié)果輸出給無功計(jì)算和輸出模塊，無功計(jì)算和輸出模塊根據(jù)當(dāng)前的判斷的區(qū)間， 取出該區(qū)間相應(yīng)的控制策略，結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)與目標(biāo)控制值的差異，根據(jù)一定的控制方法計(jì)算出各情況下SVG輸出參考無功的大小，并決定各電容器、電抗器是否投入或退出， 將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為通信命令通知各控制對(duì)象動(dòng)作。所述的通信處理模塊負(fù)責(zé)處理電壓無功自動(dòng)控制器與各控制對(duì)象的通信數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置的下發(fā)和上傳，并和上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信，接收電壓定值設(shè)置和無功定值的參數(shù)設(shè)定。本發(fā)明中的VQC控制方法能協(xié)調(diào)SVG和電容/電抗的操作和輸出，使各對(duì)象的調(diào)節(jié)目標(biāo)一致，與傳統(tǒng)的VQC控制方法相比，大大提高了對(duì)電壓和無功控制響應(yīng)速度。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是電壓無功自動(dòng)控制器示意圖。圖3是實(shí)施例采用電壓無功綜合控制后SVG的無功輸出響應(yīng)波形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器、電壓無功自動(dòng)控制器和固定無功補(bǔ)償電路，其中若干組動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)連接在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令動(dòng)態(tài)輸出連續(xù)的容性無 功或感性無功；若干組固定無功補(bǔ)償電路并聯(lián)連接在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令投入或退出，輸出固定大小的容性無功或感性無功；電壓無功自動(dòng)控制器的輸入端分別與用戶PT和用戶CT相連以采集控制所需要的電壓和電流信號(hào)，電壓無功自動(dòng)控制器的輸出端分別連接動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器以及固定無功補(bǔ)償電路，并輸出控制指令。所述的動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器包括控制柜、功率柜、啟動(dòng)柜和開關(guān)柜，其中控制柜通過光纖與功率柜相連并輸出脈沖以控制功率器件的開關(guān)動(dòng)作和電壓輸出，控制柜分別與啟動(dòng)柜和開關(guān)柜相連并輸出開出信號(hào)以控制啟動(dòng)柜的啟動(dòng)模式以及開關(guān)柜中斷路器的閉合與斷開，功率柜與啟動(dòng)柜、啟動(dòng)柜與開關(guān)柜以及開關(guān)柜與電網(wǎng)之間均通過電纜相連接。所述的控制柜具有獨(dú)立的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)采集通道，完成信號(hào)采集和動(dòng)態(tài)無功控制算法，具有人機(jī)界面顯示監(jiān)控的功能。所述的啟動(dòng)柜在啟動(dòng)過程中通過投入啟動(dòng)電阻限制充電電流，在并網(wǎng)完成后退出啟動(dòng)電阻。所述的功率柜接收控制柜的脈沖控制信號(hào)，輸出無功補(bǔ)償所需要的電壓和電流波形。所述的開關(guān)柜通過斷路器的閉合和斷開控制整個(gè)動(dòng)態(tài)無功裝置的并網(wǎng)和退出。所述的固定無功補(bǔ)償電路包括電容器組實(shí)現(xiàn)的容性無功補(bǔ)償電路和電抗器組實(shí)現(xiàn)的感性無功補(bǔ)償電路，其中電容器組包括電容器、串聯(lián)電抗器和斷路器，其中，電容器通過電纜和串聯(lián)電抗器相連，串聯(lián)電抗器通過電纜和斷路器相連，三者一起構(gòu)成容性無功補(bǔ)償電路；電抗器組包括電抗器、串聯(lián)電阻和斷路器，其中電抗器通過電纜和串聯(lián)電阻相連，串聯(lián)電阻通過電纜和斷路器相連，三者一起構(gòu)成感性無功補(bǔ)償電路。所述的電容器提供基本的容性無功電流。 所述的串聯(lián)電抗器抑制諧波和限制涌流和濾除諧波。所述的斷路器控制容性無功補(bǔ)償支路的通斷。所述的電抗器提供基本的感性無功電流。所述的斷路器控制感性無功補(bǔ)償支路的通斷。所述的電壓無功自動(dòng)控制器包括電量采集和計(jì)算模塊、區(qū)間判斷模塊、無功計(jì)算和輸出模塊、通信處理模塊和參數(shù)設(shè)置模塊，其中電量采集和計(jì)算模塊與區(qū)間判斷模塊相連接并傳輸當(dāng)前電壓無功計(jì)算結(jié)果信息，區(qū)間判斷模塊與無功計(jì)算和輸出模塊相連接并傳輸區(qū)間判斷結(jié)果，無功計(jì)算和輸出模塊與通信處理模塊連接并傳輸無功參考信息，通信處理模塊與各控制對(duì)象相連接并下發(fā)無功參考信息，參數(shù)設(shè)置模塊與所有模塊相連接，并傳輸各模塊所需要設(shè)計(jì)的參數(shù)信息。
所述的電量采集和計(jì)算模塊采集控制點(diǎn)的電壓和電流，并計(jì)算出各控制點(diǎn)所需的電壓值、無功值和功率因數(shù)，各電量數(shù)值輸出給區(qū)間判斷模塊；區(qū)間判斷模塊根據(jù)當(dāng)前的電壓無功值和設(shè)定門限進(jìn)行比較，判斷所屬區(qū)域，判斷結(jié)果輸出給無功計(jì)算和輸出模塊，無功計(jì)算和輸出模塊根據(jù)當(dāng)前的判斷的區(qū)間，取出該區(qū)間相應(yīng)的控制策略，結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)與目標(biāo)控制值的差異，根據(jù)一定的控制方法計(jì)算出各情況下SVG輸出參考無功的大小， 并決定各電容器、電抗器是否投入或退出，將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為通信命令通知各控制對(duì)象動(dòng)作。所 述的通信處理模塊負(fù)責(zé)處理電壓無功自動(dòng)控制器與各控制對(duì)象的通信數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置的下發(fā)和上傳，并和上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信，接收電壓定值設(shè)置和無功定值的參數(shù)設(shè)定。所述的電量采集和計(jì)算模塊采集控制點(diǎn)的電壓和電流信號(hào)，計(jì)算出控制點(diǎn)的電壓有效值、電流有效值、無功和功率因數(shù)等電量信息。所述的區(qū)間判斷模塊根據(jù)控制點(diǎn)當(dāng)前的電壓和無功，與設(shè)定的電壓和無功門限作比較，判斷位于如下的哪個(gè)區(qū)間電壓超過上限、電壓超過下限、電壓合格無功超過上限、電壓合格無功超過下限。所述的無功計(jì)算和輸出模塊根據(jù)區(qū)間的控制策略計(jì)算所需要補(bǔ)償?shù)臒o功參考數(shù)值或投切動(dòng)作。所述的通信處理模塊將所需要補(bǔ)償?shù)臒o功參考數(shù)值下發(fā)給動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，將投切動(dòng)作命令下發(fā)給電容器組或電抗器組。所述的參數(shù)設(shè)置模塊配置所有模塊運(yùn)行中所需要的參數(shù)，包括采樣通道的變比零漂、電壓和無功門限、各區(qū)間的控制策略、通信通道和參數(shù)等。本實(shí)施例的控制方法包括以下步驟第一步、當(dāng)Us >UH，表示系統(tǒng)當(dāng)前電壓超過設(shè)定的合格上限，此時(shí)采用電壓反差值的方法，即SVG增加無功輸出為AQ = KuMUS-Uh),電壓偏差越大，SVG輸出的感性無功越大，直到系統(tǒng)電壓合格或SVG滿容量，電壓高于合格上限時(shí)按順序切除所有的電容器，或按順序投入所有的電抗器；第二步、當(dāng)Us <隊(duì)，表示系統(tǒng)當(dāng)前電壓低于設(shè)定的合格下限，此時(shí)采用電壓反差值的方法，即SVG增加無功輸出為AQ = KuMUs-UJ,電壓偏差越大，SVG輸出的容性無功越大，直到系統(tǒng)電壓合格或SVG滿容量，電壓低于合格下限時(shí)按順序投入所有的電容器，或按順序切除所有的電抗器；第三步、當(dāng)Uh > Us > Uh- Δ U,表示系統(tǒng)電壓雖然合格，但處于接近電壓合格上限的敏感區(qū)，將這個(gè)區(qū)間設(shè)為滯環(huán)區(qū)，SVG不再增加容性無功的輸出，電容器和電抗器都不動(dòng)作。 同理，若隊(duì)+△ U > Us >隊(duì)，表示系統(tǒng)電壓雖然合格，但處于接近電壓合格下限的敏感區(qū)，將這個(gè)區(qū)間設(shè)為滯環(huán)區(qū)，SVG不再增加感性無功的輸出，電容器和電抗器都不動(dòng)作。第四步當(dāng)Uh-AU > Us > UL+Δ U，表示系統(tǒng)電壓合格，并控制母線上的無功，控制目標(biāo)為無功合格或功率因數(shù)合格。為保證既達(dá)到無功控制目標(biāo)，且在控制過程中電壓仍合格，選擇兩種方法進(jìn)行無功控制(1) SVG輸出的無功按固定步長(zhǎng)增減△ Q =常數(shù)；(2) SVG 輸出的無功按無功偏差的一定比例系數(shù)增減= AQ= (Qs-Qain)*KQ。在電壓合格時(shí)，根據(jù)SVG 的實(shí)際輸出無功情況判斷是否需要投退一組電容或電抗，以代替SVG的輸出無功，即當(dāng)Qm> Kc^Qc時(shí)，退出一組電容，同時(shí)等額減少SVG的感性無功輸出，當(dāng)Qm > -Kc^Qc時(shí)，投入一組電容，同時(shí)等額減少SVG的容性無功輸出。使SVG工作在輕載情況，以便為下次迅速調(diào)節(jié)留出動(dòng)態(tài)裕量。SVG始終工作在恒無功的方式，根據(jù)VQC下發(fā)的無功參考進(jìn)行無功閉環(huán)輸出。Us為控制點(diǎn)當(dāng)前系統(tǒng)電壓值，Uh為控制點(diǎn)電壓合格上限，Ul為控制點(diǎn)電壓合格下限，Ku為無功影響系統(tǒng)電壓的系數(shù)，AQ為SVG輸出的無功增量，AU為電壓合格滯環(huán)區(qū)，Qs 為控制點(diǎn)當(dāng)前系統(tǒng)無功值，Qaim為控制點(diǎn)系統(tǒng)無功的目標(biāo)值，QmS SVG輸出的無功值，&為無功偏差調(diào)節(jié)比例系數(shù)，Qe為電容器的額定容量，K。為電容器替換SVG無功的比例系數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的記錄波形，采用本控制方法后，SVG對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)電壓起到了較快的作用，如圖3所示。圖3左圖從上到下分別表示電壓高于上限時(shí)VQC運(yùn)行前的系統(tǒng)三相電壓、VQC運(yùn)行后的系統(tǒng)三相電壓和VQC運(yùn)行后系統(tǒng)無功，設(shè)置電壓合格門限為232 225kV， 系統(tǒng)當(dāng)前電壓為233kV以上，系統(tǒng)電壓偏高，VQC運(yùn)行后，系統(tǒng)三相電壓降低為231kV左右， 重歸合格范圍， 由于VQC調(diào)節(jié)的作用，系統(tǒng)中感性無功迅速增加；圖3右圖從上到下分別表示電壓低于下限時(shí)VQC運(yùn)行前的系統(tǒng)三相電壓、VQC運(yùn)行后的系統(tǒng)三相電壓和VQC運(yùn)行后系統(tǒng)無功，設(shè)置電壓合格門限為232 225kV，系統(tǒng)當(dāng)前電壓為224kV，系統(tǒng)電壓偏低，VQC運(yùn)行后，系統(tǒng)三相電壓提升為227kV左右，重歸合格范圍，由于VQC調(diào)節(jié)的作用，系統(tǒng)中容性無功迅速增加，響應(yīng)速度在1 2秒。
權(quán)利要求
1.一種基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器、電壓無功自動(dòng)控制器和固定無功補(bǔ)償電路，其中若干組動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)連接在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令動(dòng)態(tài)輸出連續(xù)的容性無功或感性無功；若干組固定無功補(bǔ)償電路并聯(lián)連接在系統(tǒng)電壓母線上，根據(jù)控制指令投入或退出，輸出固定大小的容性無功或感性無功；電壓無功自動(dòng)控制器的輸入端分別與用戶PT和用戶CT相連以采集控制所需要的電壓和電流信號(hào)，電壓無功自動(dòng)控制器的輸出端分別連接動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器以及固定無功補(bǔ)償電路，并輸出控制指令；所述的動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器包括控制柜、功率柜、啟動(dòng)柜和開關(guān)柜，其中控制柜通過光纖與功率柜相連并輸出脈沖以控制功率器件的開關(guān)動(dòng)作和電壓輸出，控制柜分別與啟動(dòng)柜和開關(guān)柜相連并輸出開出信號(hào)以控制啟動(dòng)柜的啟動(dòng)模式以及開關(guān)柜中斷路器的閉合與斷開，功率柜與啟動(dòng)柜、啟動(dòng)柜與開關(guān)柜以及開關(guān)柜與電網(wǎng)之間均通過電纜相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的控制柜具有獨(dú)立的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)采集通道，完成信號(hào)采集和動(dòng)態(tài)無功控制算法，具有人機(jī)界面顯示監(jiān)控的功能；所述的啟動(dòng)柜在啟動(dòng)過程中通過投入啟動(dòng)電阻限制充電電流，在并網(wǎng)完成后退出啟動(dòng)電阻；所述的功率柜接收控制柜的脈沖控制信號(hào)，輸出無功補(bǔ)償所需要的電壓和電流波形；所述的開關(guān)柜通過斷路器的閉合和斷開控制整個(gè)動(dòng)態(tài)無功裝置的并網(wǎng)和退出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的固定無功補(bǔ)償電路包括電容器組實(shí)現(xiàn)的容性無功補(bǔ)償電路和電抗器組實(shí)現(xiàn)的感性無功補(bǔ)償電路，其中電容器組包括電容器、串聯(lián)電抗器和斷路器，其中，電容器通過電纜和串聯(lián)電抗器相連，串聯(lián)電抗器通過電纜和斷路器相連；電抗器組包括電抗器、串聯(lián)電阻和斷路器，其中電抗器通過電纜和串聯(lián)電阻相連，串聯(lián)電阻通過電纜和斷路器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的電壓無功自動(dòng)控制器包括電量采集和計(jì)算模塊、區(qū)間判斷模塊、無功計(jì)算和輸出模塊、通信處理模塊和參數(shù)設(shè)置模塊，其中電量采集和計(jì)算模塊與區(qū)間判斷模塊相連接并傳輸當(dāng)前電壓無功計(jì)算結(jié)果信息，區(qū)間判斷模塊與無功計(jì)算和輸出模塊相連接并傳輸區(qū)間判斷結(jié)果，無功計(jì)算和輸出模塊與通信處理模塊連接并傳輸無功參考信息，通信處理模塊與各控制對(duì)象相連接并下發(fā)無功參考信息，參數(shù)設(shè)置模塊與所有模塊相連接，并傳輸各模塊所需要設(shè)計(jì)的參數(shù)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的電量采集和計(jì)算模塊采集控制點(diǎn)的電壓和電流，并計(jì)算出各控制點(diǎn)所需的電壓值、 無功值和功率因數(shù)，各電量數(shù)值輸出給區(qū)間判斷模塊；區(qū)間判斷模塊根據(jù)當(dāng)前的電壓無功值和設(shè)定門限進(jìn)行比較，判斷所屬區(qū)域，判斷結(jié)果輸出給無功計(jì)算和輸出模塊，無功計(jì)算和輸出模塊根據(jù)當(dāng)前的判斷的區(qū)間，取出該區(qū)間相應(yīng)的控制策略，結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)與目標(biāo)控制值的差異，根據(jù)一定的控制方法計(jì)算出各情況下SVG輸出參考無功的大小，并決定各電容器、電抗器是否投入或退出，將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為通信命令通知各控制對(duì)象動(dòng)作；所述的通信處理模塊負(fù)責(zé)處理電壓無功自動(dòng)控制器與各控制對(duì)象的通信數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置的下發(fā)和上傳，并和上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信，接收電壓定值設(shè)置和無功定值的參數(shù)設(shè)定；所述的電量采集和計(jì)算模塊采集控制點(diǎn)的電壓和電流信號(hào)，計(jì)算出控制點(diǎn)的電壓有效值、電流有效值、無功和功率因數(shù)電量信息；所述的區(qū)間判斷模塊根據(jù)控制點(diǎn)當(dāng)前的電壓和無功，與設(shè)定的電壓和無功門限作比較，判斷位于如下的哪個(gè)區(qū)間電壓超過上限、電壓超過下限、電壓合格無功超過上限、電壓合格無功超過下限；所述的無功計(jì)算和輸出模塊根據(jù)區(qū)間的控制策略計(jì)算所需要補(bǔ)償?shù)臒o功參考數(shù)值或投切動(dòng)作；所述的通信處理模塊將所需要補(bǔ)償?shù)臒o功參考數(shù)值下發(fā)給動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，將投切動(dòng)作命令下發(fā)給電容器組或電抗器組；所述的參數(shù)設(shè)置模塊配置所有模塊運(yùn)行中所需要的參數(shù)，包括采樣通道的變比零漂、電壓和無功門限、各區(qū)間的控制策略、通信通道和參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的動(dòng)態(tài)無功控制算法包括以下步驟第一步、當(dāng)Us > Uh，表示系統(tǒng)當(dāng)前電壓超過設(shè)定的合格上限，此時(shí)采用電壓反差值的方法，即SVG增加無功輸出為Δ Q = Ku* (US-Uh)，電壓偏差越大，SVG輸出的感性無功越大，直到系統(tǒng)電壓合格或SVG滿容量，電壓高于合格上限時(shí)按順序切除所有的電容器，或按順序投入所有的電抗器；第二步、當(dāng)Us <隊(duì)，表示系統(tǒng)當(dāng)前電壓低于設(shè)定的合格下限，此時(shí)采用電壓反差值的方法，即SVG增加無功輸出為AQ = Ku*(Us-隊(duì))，電壓偏差越大，SVG輸出的容性無功越大，直到系統(tǒng)電壓合格或SVG滿容量，電壓低于合格下限時(shí)按順序投入所有的電容器，或按順序切除所有的電抗器；第三步、當(dāng)Uh > Us > Uh- Δ U，表示系統(tǒng)電壓雖然合格，但處于接近電壓合格上限的敏感區(qū)，將這個(gè)區(qū)間設(shè)為滯環(huán)區(qū)，SVG不再增加容性無功的輸出，電容器和電抗器都不動(dòng)作；當(dāng) Ul+AU>Us>隊(duì)，表示系統(tǒng)電壓雖然合格，但處于接近電壓合格下限的敏感區(qū)，將這個(gè)區(qū)間設(shè)為滯環(huán)區(qū)，SVG不再增加感性無功的輸出，電容器和電抗器都不動(dòng)作；第四步當(dāng)Uh-AU〉Us〉隊(duì)+AU，表示系統(tǒng)電壓合格，并控制母線上的無功，控制目標(biāo)為無功合格或功率因數(shù)合格，在電壓合格時(shí)，當(dāng)SVG輸出的無功值大于電容器替換SVG無功的比例系數(shù)*電容器的額定容量時(shí)，即Qm > KC*QC，退出一組電容，同時(shí)等額減少SVG的感性無功輸出；當(dāng)Qm > -Kc^Qc時(shí)，投入一組電容，同時(shí)等額減少SVG的容性無功輸出，最終使SVG工作在輕載情況且始終工作在恒無功的方式，根據(jù)VQC下發(fā)的無功參考進(jìn)行無功閉環(huán)輸出；所述的Us為控制點(diǎn)當(dāng)前系統(tǒng)電壓值，Uh為控制點(diǎn)電壓合格上限，Ul為控制點(diǎn)電壓合格下限，Ku為無功影響系統(tǒng)電壓的系數(shù)，AQ為SVG輸出的無功增量，AU為電壓合格滯環(huán)區(qū)， Qs為控制點(diǎn)當(dāng)前系統(tǒng)無功值，Qaim為控制點(diǎn)系統(tǒng)無功的目標(biāo)值，QmSSVG輸出的無功值，Kq 為無功偏差調(diào)節(jié)比例系數(shù)，Qe為電容器的額定容量，K。為電容器替換SVG無功的比例系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的SVG輸出的無功增量AQ為自然常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述的SVG輸出的無功增量AQ= (Qs-Qaim)*KQ。
全文摘要
一種電壓無功綜合控制技術(shù)領(lǐng)域的基于動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器的電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器、電壓無功自動(dòng)控制器和固定無功補(bǔ)償電路，若干組動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器分別與若干組固定無功補(bǔ)償電路并聯(lián)連接于與電力系統(tǒng)變壓器的輸出端口相連的母線上并動(dòng)態(tài)輸出連續(xù)的容性無功和感性無功，電壓無功自動(dòng)控制器的輸入端分別與用戶PT和用戶CT相連，電壓無功自動(dòng)控制器的輸出端分別連接動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器以及固定無功補(bǔ)償電路相連并輸出控制指令。本發(fā)明提高了VQC能提高對(duì)電壓無功綜合控制的速度。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102231525SQ20111017657
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者李小兵, 趙香花, 路永輝, 陳遠(yuǎn)華, 魯闖 申請(qǐng)人:思源清能電氣電子有限公司