一種動態(tài)無功補償裝置與avc相結(jié)合的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風電控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動態(tài)無功補償裝置與AVC相結(jié)合的 控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] AVC(AutomaticVoltageControl)自動電壓控制指利用計算機系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡和 可調(diào)控設(shè)備，根據(jù)電網(wǎng)實時運行工況在線計算控制策略，自動控制電壓和無功調(diào)節(jié)設(shè)備，以 實現(xiàn)合理的無功電壓分布。目前，AVC已經(jīng)廣泛應用于電廠和電網(wǎng)中。近幾年，隨著新能源 發(fā)電的迅猛發(fā)展，特別是大規(guī)模風電場的集中接入電網(wǎng)，AVC技術(shù)在風電場中也廣為應用。
[0003] 在風電場中，通常為了抑制由于風速波動引起的電壓波動，一般都配置有動態(tài)無 功補償裝置SVC等。SVC(StaticVARCompensator)是一種晶閘管閥控型動態(tài)無功補償裝 置，通過控制晶閘管不同的導通角度，控制并聯(lián)到系統(tǒng)中的等值電感值，從而改變接入到系 統(tǒng)中的無功功率。動態(tài)無功補償裝置具有毫秒級的響應速度，可以快速平抑電壓波動，并在 系統(tǒng)發(fā)生短路等大擾動時迅速提供動態(tài)無功支撐。
[0004] 其中，一現(xiàn)有技術(shù)的工作原理為：將動態(tài)無功補償裝置SVC納入AVC的控制范圍， 執(zhí)行AVC下發(fā)的無功功率控制命令，實現(xiàn)風電場或變電站內(nèi)的無功資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，以 達到平衡無功功率穩(wěn)定電壓的目的。
[0005] 上述技術(shù)方案的缺點為：動態(tài)無功補償裝置和AVC之間的這種控制方式，完全將 動態(tài)無功補償裝置作為AVC的執(zhí)行單元，沒有充分利用和發(fā)揮動態(tài)無功補償裝置快速響應 的動態(tài)特性，當發(fā)生系統(tǒng)擾動時，由于AVC分鐘級的響應速度，而無法響應系統(tǒng)擾動。
[0006] 另一現(xiàn)有技術(shù)的工作原理為：動態(tài)無功補償裝置具有恒電壓、恒無功等多種控制 模式，在一些變電站中根據(jù)應用需要在兩種控制方式間相互轉(zhuǎn)換，當電壓超過某一限值范 圍時，執(zhí)行恒電壓控制，當電壓在限值范圍內(nèi)時，執(zhí)行恒無功控制。
[0007] 上述技術(shù)方案的缺點為：僅以電壓限值范圍作為兩種控制模式的切換條件時，會 在一些方式下，發(fā)生在兩種控制模式間反復切換的振蕩情況，導致動態(tài)無功補償裝置無法 正常運行，甚至會引起系統(tǒng)的電壓波動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種動態(tài)無功補償裝置與AVC相結(jié)合的控制系 統(tǒng)，可以使動態(tài)無功補償裝置控制權(quán)限在AVC控制、就地控制及保持現(xiàn)有控制三種方式間 切換，既可以充分利用動態(tài)無功補償裝置的快速響應特性，又可以有效避免動態(tài)無功補償 裝置在兩種控制方式間反復切換。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種動態(tài)無功補償裝置與AVC相結(jié)合的控制系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
[0010] 電壓比較單元，包括第一增益電路、第一比較器和第二比較器；所述第一增益電路 用于對電力系統(tǒng)運行電壓進行處理，獲得系統(tǒng)電壓有效值Vs;所述第一比較器用于將所述 系統(tǒng)電壓有效值Vs與電壓上限值Vmax、電壓下限值Vmin進行比較；若Vs彡Vmin或Vs彡Vmax， 則輸出電壓有效值Vs和判斷結(jié)果至控制權(quán)限選擇單元；若Vmin<Vs<V_，則所述第二比 較器利用電壓死區(qū)Dv判斷Vmin+Dv<Vs<Vmax-Dv是否成立，若成立，則輸出電壓有效值Vs 和判斷結(jié)果至控制權(quán)限選擇單元；所述第二比較器判斷Vmin<Vs<Vmin+Dv或Vmax-Dv<Vs < 成立，則將判斷結(jié)果發(fā)送至控制權(quán)限選擇單元；
[0011] 控制權(quán)限選擇單元，包括第一切換開關(guān)和第二切換開關(guān)；
[0012] 當判斷結(jié)果為Vs<Vmin或Vs多Vmax，獲得所述系統(tǒng)電壓有效值Vs時，第一切換開 關(guān)導通到執(zhí)行就地電壓控制方式，并將所述系統(tǒng)電壓有效值Vs輸入至SVC恒電壓控制單 元；
[0013] 當判斷結(jié)果為Vmin+Dv<Vs<Vmax_Dv，第一切換開關(guān)導通到執(zhí)行AVC下發(fā)無功控 制命令通路，并將所述系統(tǒng)電壓有效值Vs輸入到SVC恒無功控制單元；
[0014] 當判斷結(jié)果為Vmin<Vs彡Vmin+Dv或Vmax_Dv彡Vs<Vmax，第一切換開關(guān)導通到維 持當前控制方式通路，并判斷上一時刻第一切換開關(guān)導通位置，如果上一時刻第一切換開 關(guān)導通到執(zhí)行AVC下發(fā)無功控制命令通路，則所述第二切換開關(guān)導通到SVC恒無功控制單 元，將所述系統(tǒng)電壓有效值Vs輸入到SVC恒無功控制單元；如果上一時刻第一切換開關(guān)導 通到執(zhí)行就地恒電壓控制命令通路，則所述第二切換開關(guān)導通到SVC恒電壓控制單元，將 所述系統(tǒng)電壓有效值Vs輸入到SVC恒電壓控制單元；如果上一時刻第一切換開關(guān)導通到維 持當前控制方式通路，則所述第二切換開關(guān)導通到上一時刻第二切換開關(guān)導通的控制單元 上，將所述系統(tǒng)電壓有效值Vs輸入到相應地控制單元上；
[0015] SVC恒無功控制單元，用于根據(jù)AVC下發(fā)的無功控制命令，對系統(tǒng)電壓有效值Vs經(jīng) 過調(diào)節(jié)輸出第一動態(tài)無功補償裝置電納值baq;
[0016] SVC恒電壓控制單元，用于對系統(tǒng)電壓有效值Vs經(jīng)過調(diào)節(jié)輸出第二動態(tài)無功補償 裝置電納值Bav;
[0017] 觸發(fā)單元，用于根據(jù)所述第一動態(tài)無功補償裝置電納值baq、第二動態(tài)無功補償裝 置電納值BAV生成第三動態(tài)無功補償裝置電納值BMf，利用所述第三動態(tài)無功補償裝置電納 值BMf生成觸發(fā)角a，通過所述觸發(fā)角a改變晶閘管閥導通角度，實現(xiàn)控制動態(tài)無功補償 裝置并聯(lián)到電力系統(tǒng)中的支路電流込。
[0018] 優(yōu)選地，所述SVC恒無功控制單元包括第二增益電路、第一乘法器、第一減法器和 第一PI控制器；其中，
[0019] 所述第二增益電路的輸入端輸入電力系統(tǒng)中的支路電流Iy支路電流L經(jīng)過第二 增益電路之后與系統(tǒng)電壓Vs經(jīng)所述第一乘法器相乘得到當前時刻動態(tài)無功補償裝置支路 輸出的無功功率Qsv。，將當前時刻動態(tài)無功補償裝置支路輸出的無功功率Qsv。輸入至第一減 法器，同時，根據(jù)AVC下發(fā)的無功控制命令，將靜止無功補償器的無功參準值QMf輸入至所 述第一減法器，所述第一減法器輸出無功功率Qsvc與無功參準值Q之間的差值△Q，所述 差值A(chǔ)Q輸入至第一PI控制器，經(jīng)所述第一PI控制器后輸出第一電納值Baq。
[0020] 優(yōu)選地，所述SVC恒電壓控制單元包括第三增益電路、第二乘法器、第二減法器和 第二PI控制器；其中，
[0021] 所述第三增益電路的輸入端輸入電力系統(tǒng)中的支路電流Iy支路電流L經(jīng)過第三 增益電路之后與SVC控制斜率經(jīng)所述第二乘法器相乘得到斜率修正電壓Va，將斜率修 正電壓輸入至第二減法器，同時，SVC恒電壓控制單元的電壓控制目標值VMf、系統(tǒng)電壓Vs輸入至第二減法器，所述第二減法器輸出斜率修正電壓、電壓控制目標值VMf、系統(tǒng)電 壓Vs之間的差值A(chǔ)V，所述差值A(chǔ)V輸入至第二PI控制器，經(jīng)所述第二PI控制器后輸出第 二電納值BAv。
[0022] 優(yōu)選地，所述觸發(fā)單元包括：加法器、查表電路和晶閘管閥觸發(fā)系統(tǒng)；其中，
[0023] 所述電納值BAQ、第二電納值BAv輸入至加法器，經(jīng)所述加法器輸出動態(tài)無功補償 裝置電納值BMf，所述動態(tài)無功補償裝置電納值BMf經(jīng)所述查表電路生成觸發(fā)角a，所述觸 發(fā)角a經(jīng)過晶閘管閥觸發(fā)系統(tǒng)控制晶閘管閥，改變晶閘管閥導通角度。
[0024] 上述技術(shù)方案具有如下有益效果：本技術(shù)方案可以解決現(xiàn)有風電場中大量動態(tài)無 功補償裝置僅作為AVC執(zhí)行單元只能參與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)壓的不足?？梢猿浞职l(fā)揮動態(tài)無功補 償裝置的快速響應特性，在系統(tǒng)短路等暫態(tài)過程中發(fā)揮動態(tài)無功支撐的作用。同時，由于本 發(fā)明提出的方案中可以根據(jù)當前系統(tǒng)電壓水平，使動態(tài)無功補償裝置在AVC下發(fā)無功命令 的恒無功控制和恒電壓控制兩種控制模式間切換，既可以保證SVC作為AVC的執(zhí)行單元，統(tǒng) 一協(xié)調(diào)區(qū)