CN102025163A - 一种用于动态无功补偿控制器的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，包括如下步骤：首先实时采集三相系统母线电流，三相系统母线电压，三相晶闸管相控电抗器的电流；然后根据各并联支路的补偿导纳对三相晶闸管相控电抗器的电流做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；同时对三相系统母线电压做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；最后根据每相电压是否在规定范围之内，来判断采用第二步或第三步的闭环PID调节，并输出实际的晶闸管相控电抗器触发角。该方法既能提高功率因数、降低无功功率、减小线路损耗、提高输电线路有功功率传输容量的同时，又能够稳定母线电压，抑制电压波动与闪变。

Description

一种用于动态无功补偿控制器的调节方法

[技术领域]

本发明涉及一种用于动态无功补偿控制器的调节方法。

[背景技术]

电力系统静止型动态无功补偿器的控制方法是静止型动态无功补偿装置的核心技术，也是装置能够稳定运行的关键。在电力系统中静止型动态无功补偿装置所起的作用为：

1.滤除系统谐波、提高功率因数、抑制三相不平衡；

2.在较弱的电力系统中维持稳定的电压；

3.抑制冲击性无功负荷引起的电压波动与闪变；

4.提高输电系统的暂态稳定性；

5.提高受电系统的电压稳定性；

6.抑制功率振荡；

7.调节长距离输电线路电压，降低输电损耗，提高输送能力。

在输电系统或者配电系统中，客户的要求并不完全一样。例如在输电系统中，用户更加考虑系统的稳定性和可靠性，维持稳定的电压；而在配电系统中，更加考虑提高功率因数、降低输电损耗、提高输送能力。但是由于系统自身的复杂性，以上目标往往难以兼顾。传统的SVC无功补偿装置，往往根据具体要求设定控制策略，当控制目标是维持系统电压稳定时就很难顾及功率因数，当控制目标是提高功率因数降低无功功率时，就难以考虑母线电压稳定的情况。

[发明内容]

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，该方法既能提高功率因数、降低无功功率、减小线路损耗、提高输电线路有功功率传输容量的同时，又能够稳定母线电压，抑制电压波动与闪变。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，包括如下步骤：

第一步、实时采集三相系统母线电流i_a、i_b、i_c，三相系统母线电压u_a、u_b、u_c，三相晶闸管相控电抗器的电流；

第二步、求出各并联支路的补偿导纳，将补偿导纳对三相晶闸管相控电抗器的电流做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节；

第三步、对三相系统母线电压做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；

第四步、根据每相电压是否在规定范围之内，来判断采用第二步或第三步的闭环PID调节；

第五步、输出实际的晶闸管相控电抗器触发角。进行第一步之后通过3/2变换将a、b、c坐标上的三相系统电流、三相系统电压分别转换为α、β坐标上的两相电流、两相电压，然后求的系统三相电路正序瞬间有功功率P+，瞬时无功功率q+，负序有功功率P-和瞬时无功功率q-，根据三相平衡化原理，求得SVC各支路的补偿导纳。

在进行第三步之前要判断系统负荷和电力系统电压稳定状况进行判断。

本发明的有益效果是：本发明与以往传统的SVC调节策略相比，既能稳定母线电压，保证电力系统的安全稳定运行，同时又做到提高功率因数，达到优化控制的目的。本发明很好的解决了静止无功补偿装置在复杂电力系统中应用的多目标协调控制问题，对于大量推广应用SVC有十分重要的意义。

[附图说明]

图1为本发明的流程图。

[具体实施方式]

一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，包括如下步骤：

第一步、实时采集三相系统母线电流i_a、i_b、i_c，三相系统母线电压u_a、u_b、u_c，三相晶闸管相控电抗器的电流(TCR电流)；

进行第一步之后通过3/2变换将a、b、c坐标上的三相系统电流、三相系统电压分别转换为α、β坐标上的两相电流及两相电压：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{-\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{U\α}\\ \mathrm{U\β}\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{-\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Ua}\\ \mathrm{Ub}\\ \mathrm{Uc}\end{array}\right]=\sqrt{3}U\left[\begin{array}{c}\sin \mathrm{\ωt}\\ -\cos \mathrm{\ωt}\end{array}\right]$

然后求得系统三相电路正序瞬间有功功率P+，瞬时无功功率q+，

和系统三相电路正序瞬间负序有功功率P-，瞬时无功功率q-，

第二步、根据三相平衡化原理，求得SVC各支路的补偿导纳：

${B_r}^{\mathrm{ab}}=x=\frac{1}{U}(-\frac{1}{3}{I}_{+}\sin {\mathrm{\φ}}_{+}+\frac{1}{\sqrt{3}}{I}_{-}\cos {\mathrm{\φ}}_{-}-\frac{1}{3}{I}_{-}\sin {\mathrm{\φ}}_{-})$

${B_r}^{\mathrm{bc}}=y=\frac{1}{U}(-\frac{1}{3}{I}_{+}\sin {\mathrm{\φ}}_{+}+\frac{2}{3}{I}_{-}\sin {\mathrm{\φ}}_{-})$

${B_r}^{\mathrm{ca}}=z=\frac{1}{U}(-\frac{1}{3}{I}_{+}\sin {\mathrm{\φ}}_{+}-\frac{1}{\sqrt{3}}{I}_{-}\cos {\mathrm{\φ}}_{-}-\frac{1}{3}{I}_{-}\sin {\mathrm{\φ}}_{-})$

其中

U为相电压有效值，

I₊为线电流的基波正序分量，

为基波正序电流的无功分量，

I_-为线电流的基波的负序分量，

为基波负序电流的有功分量，

为基波负序电流的无功分量。

将补偿导纳对三相晶闸管相控电抗器的电流做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；补偿导纳与晶闸管相控电抗器(TCR)触发角的关系满足：

第三步、对三相系统母线电压做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；

第四步、根据每相电压是否在规定范围之内，来判断采用第二步或第三步的闭环PID调节；根据相电压是否在国家标准规定范围之内判断输出TCR触发角的数值由哪个闭环决定。即当相电压在国家标准规定范围之内时，TCR触发角由无功闭环PID调节决定，即当相电压超出规定范围时，TCR触发角由电压稳定PID调节决定。

第五步、输出实际的晶闸管相控电抗器触发角。

Claims (3)

1.一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步、实时采集三相系统母线电流i_a、i_b、i_c，三相系统母线电压u_a、u_b、u_c，三相晶闸管相控电抗器的电流；

第二步、求出各并联支路的补偿导纳，将补偿导纳对三相晶闸管相控电抗器的电流做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；

第三步、对三相系统母线电压做闭环PID调节，输出晶闸管相控电抗器触发角；

第四步、根据每相电压是否在规定范围之内，来判断采用第二步或第三步的闭环PID调节；

第五步、输出实际的晶闸管相控电抗器触发角。

2.根据权利要求1所述的一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，其特征在于进行第一步之后通过3/2变换将a、b、c坐标上的三相系统电流、三相系统电压分别转换为α、β坐标上的两相电流、两相电压，然后求的系统三相电路正序瞬间有功功率P+，瞬时无功功率q+，负序有功功率P-和瞬时无功功率q-，根据三相平衡化原理，求得SVC各支路的补偿导纳。

3.根据权利要求1所述的一种用于动态无功补偿控制器的调节方法，其特征在于在进行第三步之前要判断系统负荷和电力系统电压稳定状况进行判断。

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