CN102386627B - 一种动态无功补偿器的控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态无功补偿器的控制系统及其控制方法，它包括电机启动切换器，其连接在大型异步电机的输入端，电机启动切换器输出的第一路切换信号和第四路控制信号输入至无功功率调节器；无功功率调节器输出端经切换器连接电压调节器，切换器由电机启动切换器输出的第二路切换信号控制其通、断；电机启动切换器输出的第三路切换信号输入至电机启动无功补偿器，控制其与电压调节器的通、断；电机启动无功补偿器输出的无功信号输入至电压调节器，电压调节器将接收到的无功功率调节器输出的无功功率和无功信号，在电机启动切换器输出的第五路控制信号控制下，对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控。本发明可以广泛应用于电机和电力系统控制领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机和电力系统控制领域中动态无功补偿器的控制系统及其控制方法，特别是关于一种用于支持大型异步电机直接启动的动态无功补偿器的控制系统及其控制方法。
背景技术
在实际应用中存在一些规模较小、电气联系相对薄弱和对负荷冲击比较敏感的电网，例如：远距离放射性电网的送电末端和海上油田群电网这类总装机容量不大的电力系统。以典型的海上油田群电网为例，它通常是由数个平台电站通过远距离海缆联网构成，每个电站平台包括数台单机容量不大(2～15MW)的燃气轮发电机，同时还安装了用于海上油田开发所必须的大型异步电动机负荷，如注水泵等，电机的容量通常很大，达到数MW。这些大型电机直接启动时，会吸收大量的无功功率(通常达到或超过额定功率的5倍)，由于所接入的电网相对薄弱，会导致母线电压急剧下降，可能造成一系列的不利后果，如：大型电机启动缓慢甚至不能顺利启动、同母线或附近的其他负荷因低电压而脱扣、同母线或附近的燃气轮发电机因无功功率急剧增长而过载跳闸等等。
上述问题虽然可以采用降压启动、软启动和变频启动等方法来避开大型电机直接启动带来的问题，但由于需要调整电机的启动回路，对于一些已经投产的大型异步电机而言，改造工作较复杂、难度很大，且投资不菲。而另一方面，随着大容量电力电子技术的发展和广泛应用，新型的动态无功补偿器如：静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)已经在现代电网中得到广泛的应用，其用途包括：调节电网潮流、改善电能质量、提高系统稳定性等。研究发现，通过在大型电机附近安装一定容量的动态无功补偿器并适当设计其控制策略，在电机直接启动过程中提供快速动态无功支持，则可以有效解决上述大电机直接启动问题。这种方案的突出优点是：动态无功补偿器不改变大型电机的接线和启动方式，而且还兼具其它多种应用功能，对于综合解决小型电网的供电可靠性和稳定性具有重要的意义。
然而，在实现这些动态无功补偿器的控制方法时，即常规的电压控制内环与无功控制内环，对于小电网中大型电动机的启动虽然有一定积极意义，但仍然存在不足。这是因为其电压控制虽然能感应到大电机启动时母线电压跌落而注入一定的无功补偿，但由于母线电压的响应速度要慢于电机的无功突增，导致动态无功补偿的速度达不到要求，而且通过简单的电压调节来进行控制，可能需要很大的补偿容量；而常规的无功控制响应速度更慢，无法即使补偿大电机启动带来的无功突增。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能快速补偿小电网下大型异步电机启动过程中大量无功需求，稳定母线电压，加快电机启动过程，并能提高小电网系统稳定性、改善大电机启动性能的动态无功补偿器的控制系统及其控制方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：它包括电机启动切换器、无功功率调节器、切换器、电压调节器和电机启动无功补偿器；所述电机启动切换器连接在大型异步电机的输入端，所述电机启动切换器输出的第一路切换信号和第四路控制信号输入至所述无功功率调节器内，控制所述无功功率调节器对动态无功补偿器进行无功功率的慢动态调控；所述无功功率调节器输出端经所述切换器连接所述电压调节器的输入端，所述切换器由所述电机启动切换器输出的第二路切换信号控制其通、断；所述电机启动切换器输出的第三路切换信号输入至所述电机启动无功补偿器内，控制所述电机启动无功补偿器与所述电压调节器的通、断；所述电机启动无功补偿器输出的无功信号输入至所述电压调节器内，所述电压调节器将接收到的所述无功功率调节器输出的无功功率和所述电机启动无功补偿器输出的无功信号，在所述电机启动切换器输出的第五路控制信号的控制下，对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控。
所述无功功率调节器包括参考值切换器、比较器、PI控制器和移相器；所述参考值切换器在所述第一路切换信号控制下，使所述无功功率调节器的参考输入值在系统调度给定的无功参考值和预备启动状态给定的无功参考值之间切换；所述参考值切换器将输出的无功参考值送入所述比较器内，与动态无功补偿器当前输出的无功功率值相减，得到的无功偏差值输入所述PI控制器内；所述PI控制器由所述第四路控制信号调整其积分初值；所述PI控制器的输出值传输至所述移相器，所述移相器对所述PI控制器的输出值进行增益和移相处理后输出至所述切换器。
所述电机启动无功补偿器包括除法器、比例器和另一个切换器；所述除法器将接收到的大型异步电机吸收的无功功率除以接收到的母线电压，得到无功电流，所述无功电流依次经所述比例器和切换器后输入至所述电压调节器。
所述电压调节器包括第一个信号求和器、另一个PI控制器、第二个信号求和器、另一个移相器和限幅器；所述第一个信号求和器将所述无功功率调节器的输出值与母线电压参考值求和后与输入的母线电压相减，得到的差值输入所述PI控制器内，所述第五路控制信号控制所述PI控制器的积分初值；所述PI控制器的输出值输入所述第二个信号求和器，与所述电机启动无功补偿器输出的无功电流进行求和，求和后依次经所述移相器和限幅器限幅后输出无功功率。
所述动态无功补偿器包括静止同步补偿器、晶闸管控制电抗器式静止型动态无功补偿器、磁阀式静止型动态无功补偿器以及静止动态无功补偿器与固定电容器或机械投切电容器或晶闸管投切电容器或无源L-C滤波器的组合。
基于上述动态无功补偿器的控制系统的控制方法，所述电机启动切换器的控制方法步骤如下：(1)在大型异步电机启动前，动态无功补偿器已经投入运行，此时电机启动切换器输出信号的取值分别为：第一路切换信号置0，第二路切换信号置1，第三路切换信号置0，第四路控制信号和第五路控制信号无作用；无功功率调节器和电压调节器投入运行，动态无功补偿器输出的无功功率与无功参考值一致；(2)假设在t0＞0时刻，给出电机预备启动指令，电机启动切换器将第一路切换信号从0切换成1，使无功功率调节器的参考输入值从系统调度给定的无功参考值切换成预备启动状态给定的无功参考值，持续监测动态无功补偿器的输出无功功率，并与预备启动状态给定的无功参考值比较；(3)假设在t1＞t0时刻，动态无功补偿器输出的无功功率与预备启动状态给定的无功参考值接近一致，动态无功补偿器和系统进入新的稳态运行，则电机启动切换器发出电机合闸启动指令，同时第二路切换信号的值从1变成0，第三路切换信号的值从0变成1，大型异步电机进入启动过程；(4)假设在t2＞t1时刻，电机启动过程结束，则同时切换信号：第一路切换信号从1切换为0，第二路切换信号从0切换为1，第三路切换信号从1切换为0，第四路控制信号给无功功率调节器的积分器初值置零，第五路控制信号给电压调节器的积分器重置初值，使其加法器的输出量在切换前后维持不变；在切换前后，动态无功补偿器维持连续，在无功功率调节器的作用下，动态无功补偿器的输出仍然由系统调度决定，电机启动过程完成。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用包括启动切换器、无功功率调节器、电压调节器、电机启动无功补偿器和切换器的控制系统，在大型异步电机的输入端连接电机启动切换器，其能控制大型异步电机启动过程中各调节器及其参量的切换，进而实现大型异步电机从启动前的状态依次经过预备启动状态、启动状态逐步过渡到启动后稳态，因此，能有效地降低静止无功补偿器的装置容量、投资，增大了动态无功补偿能力。2、本发明由于采用无功功率调节器是动态无功补偿器的外环控制，其包括参考值切换器、比较器、PI控制器和移相器，能实现对动态无功补偿器进行无功功率的慢动态调控，使得其输出的无功功率与参考值逐渐接近一致。3、本发明采用电机启动无功补偿器包括除法器、比例器和切换器，其能在大型异步电机启动过程中快速和持续地补偿电机所吸收的大量无功功率。4、本发明采用电压调节器是动态无功补偿器的内环控制，其包括第一个信号求和器、另一个PI控制器、第二个信号求和器、另一个移相器和限幅器，能实现对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控，使得其快速响应输出无功功率，控制母线电压稳定在参考值附近和提供支持大型异步电动机启动所需的无功功率。5、本发明的动态无功补偿器控制方法由于采用基于包括启动切换器、无功功率调节器、电压调节器、电机启动无功补偿器和切换器的控制系统，其在大型异步电机启动过程中，通过适当的控制逻辑调控动态无功补偿器的无功功率输出，快速补偿大型异步电机启动过程中的大量无功需求，达到稳定母线电压，加快电机启动过程，避免邻近机组和负荷自动脱扣的风险，从而提高了小电网的系统稳定性和改善大电机的启动性能。本发明可以广泛应用于电机和电力系统控制领域中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的应用于小电网的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括电机启动切换器1、无功功率调节器2、切换器3、电压调节器4和电机启动无功补偿器5。
电机启动切换器1连接在现有技术中大型异步电机的输入端，用于在大型异步电机启动过程控制各调节器及其参量的切换，进而实现大型异步电机从启动前的状态依次经过预备启动状态、启动状态逐步过渡到启动后稳态，这样与传统的电机相比，增加了预备启动状态，这一操作的目的是先将静止无功补偿器的初始输出无功功率降低，以便在后续电机启动过程中提供最大或足够大的动态无功补偿，可以降低静止无功补偿器的装置容量、投资，增大动态无功补偿能力。电机启动切换器1输出的切换信号SW1和控制信号SW4输入至无功功率调节器2内，控制无功功率调节器2对动态无功补偿器进行无功功率的慢动态调控，并由切换信号SW1、控制信号SW4调节无功功率调节器2输出的无功功率，使该无功功率与预先设定的参考值逐渐接近一致。无功功率调节器2输出端经切换器3连接电压调节器4的输入端，切换器3由电机启动切换器1输出的切换信号SW2控制其通、断状态。电机启动切换器1输出的切换信号SW3输入至电机启动无功补偿器5内，控制电机启动无功补偿器5与电压调节器4的通、断状态。电机启动无功补偿器5用于在大型异步电机启动过程中快速和持续地补偿电机所吸收的大量无功功率，并将输出的无功信号输入至电压调节器4内。电压调节器4将接收到的无功功率调节器2输出的无功功率和电机启动无功补偿器5输出的无功信号，在电机启动切换器1输出的控制信号SW5的控制下进行处理，实现对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控，使得其快速响应输出无功功率，控制母线电压稳定在参考值附近和提供支持大型异步电动机启动所需的无功功率。
上述实施例中，无功功率调节器2是动态无功补偿器的外环控制，用于对动态无功补偿器进行无功功率的慢动态调控，使得其输出的无功功率与参考值逐渐接近一致，其包括参考值切换器6、比较器7、PI控制器8和移相器9，参考值切换器6在电机启动切换器1输入的切换信号SW1控制下，使得无功功率调节器2的参考输入值在由系统调度给定的无功参考值Qref和预备启动状态给定的无功参考值Qsref之间进行切换，无功参考值Qsref是预先设定值。参考值切换器6将输出的无功参考值送入比较器7内，与动态无功补偿器当前输出的无功功率值进行减法运算后，得到的无功偏差值输入PI控制器8内进行比例积分运算。PI控制器8在电机启动切换器1的控制信号SW4控制下，调整PI控制器8的积分初值。PI控制器8的输出值传输至移相器9，移相器9对PI控制器8的输出进行增益和移相处理后输出至切换器3。
上述实施例中，电压调节器4是动态无功补偿器的内环控制，用于对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控，使得其快速响应输出无功功率，控制母线电压稳定在参考值附近和提供支持大型异步电动机启动所需的无功功率，其包括第一个信号求和器10、另一个PI控制器11、第二个信号求和器12、另一个移相器13和限幅器14。第一个信号求和器10将无功功率调节器2的输出值与母线电压参考值Vref进行求和后与输入的母线电压Vt进行相减，得到的差值输入PI控制器11内进行比例积分运算，并由电机启动切换器1的控制信号SW5控制PI控制器11的积分初值。PI控制器11的输出值作为第二个信号求和器12的一个输入信号，与电机启动无功补偿器5输出的无功电流进行求和，求和后依次经移相器13和限幅器14限幅后输出无功功率，实现了将母线电压稳定在参考值附近和提供支持大型异步电动机启动所需的无功功率。
其中，电压调节器4中的第二个信号求和器12还可以设置在PI控制器11之前或移相器13之后。
上述实施例中，电机启动无功补偿器5用于在大型异步电机启动过程中快速和持续地补偿电机所吸收的大量无功功率，其包括除法器15、比例器16和另一个切换器17。除法器15将接收到的由电机启动切换器1传输至的大型异步电机吸收的无功功率除以接收到的母线电压，得到对应的无功电流；无功电流经过比例器1进行比例运算后，经过切换器17输入至电压调节器4。
上述各实施例中，本发明适用的动态无功补偿器包括静止同步补偿器(STATCOM或SVG)、晶闸管控制电抗器(TCR)式静止型动态无功补偿器、磁阀式静止型动态无功补偿器MCR以及各种SVC装置，即各种静止动态无功补偿器与固定电容器或机械投切电容器或晶闸管投切电容器(TSC)或无源L-C滤波器等的组合。
上述各实施例中，各PI控制器和移相器也可采用其他实现形式或类似控制效果的控制策略，如PI控制可以简化P控制，移相器可以采用二阶或多阶形式，也可省略。
上述各实施例中，所有的电量(电压、电流和功率)均采用标幺值(即标幺值＝有名值/基值)，如果采用有名值或其他量化规范，则只需变换发明中的控制参数即可。
本发明的动态无功补偿控制系统主要由电机启动切换器1实现对其进行控制，具体来说就是根据预启动指令K0、电机合闸开关状态、预备启动状态给定的无功参考值Qsref和动态无功补偿器输出的无功功率Qs来产生切换信号SW1～SW3和大型异步电机合闸启动指令K1，则电机启动切换器1的控制方法包括以下步骤：
1)在大型异步电机启动前，即大型异步电机主开关状态为“分闸”，动态无功补偿器已经投入运行，此时电机启动切换器1输出信号的取值分别为：SW1＝0，SW2＝1，SW3＝0，SW4和SW5不起作用；此时，无功功率调节器2和电压调节器4投入运行，电机启动无功补偿器5不投运，动态无功补偿器输出的无功功率与无功参考值Qref一致。
2)假设在t0(t0＞0)时刻，准备启动大型异步电机，即给出电机预备启动(合闸)指令，则电机启动切换器1将信号SW1从0值切换成1值，使得无功功率调节器2的参考输入值从Qref切换成Qsref，之后持续监测动态无功补偿器的输出无功功率，并与Qsref进行比较。
3)假设在t1(t1＞t0)时刻，Qs与Qsref接近一致，动态无功补偿器和系统进入新的稳态运行，则电机启动切换器1发出电机合闸启动指令K1，同时切换信号SW2的值从1变成0，切换信号SW3的值从0变成1，即退出无功功率调节器2、投入电机启动无功补偿器5，大型异步电机进入启动过程；在该过程中，动态无功补偿器将在其容量范围尽可能地补偿电机启动过程吸收的大量无功功率，支撑母线电压，在整个启动过程中，电机启动切换器密切监视大电机吸收无功功率Qm的变化情况。
4)假设在t2(t2＞t1)时刻，监测到大型异步电机吸收的无功功率Qm经过快速下降阶段后稳定在某一个较小的值，即意味着电机启动过程已经结束，则同时切换信号：SW1从1切换为0，SW2从0切换为1，SW3从1切换为0，SW4给无功功率调节器2的积分器初值置0，SW5给电压调节器的积分器重置初值，使得其加法器的输出量在切换前后维持不变；通过上述切换，将无功功率调节器2重新投入，电机启动无功补偿器5退出，但在切换前后，动态无功补偿器维持连续，自后在无功功率调节器的作用下，动态无功补偿器的输出仍然由系统调度决定；整个电机启动过程完成。
下面通过具体实施例对本发明的动态无功补偿器控制方法作进一步的说明。
实施例1：如图2所示，对于存在大型异步电机直接启动的小电网，本发明的动态无功补偿器控制和控制方法，将按照如下步骤进行设计和实施：
1)动态无功补偿器的容量设计。首先确定大型异步电机直接启动的无功需求，一般来说其启动时吸收无功功率可达到额定功率的5～7倍(某些异步电机甚至可能达到8～10倍额定功率)，而且跟电动机的具体参数和负荷状况有关系，实际应用中电机启动的最大无功功率需求可通过现场测试、仿真分析和近似估算等几种方法来确定。
本发明中，动态无功补偿器的无功调节范围，亦即其从最大容性无功到最大感性无功的变动区间，一般应不低于电机直接启动所需无功功率的80％；但该值也不是绝对的，还跟电网的强弱、同母线发电机和负荷的无功-电压特性等有关系，如果电网比较强，同母线发电机和负荷可以耐低电压和过电压的能力较强，则动态无功补偿器的容量可以适当降低一些；但总体来说，动态无功补偿器的容量越大，控制能力越强。
2)本发明的动态无功补偿器控制系统和控制方法的控制参数设计。本发明包括以下控制参数：
(1)无功功率调节器中：PI控制器的比例增益和积分时间常数、移相器的增益和时间常数；
(2)电压调节器中：PI控制器的比例增益和积分时间常数、移相器的增益和时间常数、限幅器的上下限值；
(3)电机启动无功补偿器的增益；
(4)预备启动状态的无功参考值Qsref。
上述参数中的增益和时间常数一般需要根据具体系统情况，通过仿真分析来优选；而电压调节器中限幅器的上下限值可设定为动态无功补偿器的最大(正的感性)和最小(负的容性)无功电流值；Qsref可下述原则来设定：即使得电机启动过程中动态无功补偿器能提供最大的或不低于启动所需的无功功率，也就是说，当动态无功补偿器的无功调节范围(设为Qmin～Qmax)不高于电机启动所需无功(设为Qreq)时，即Qmax-Qmin≤Qreq时，设置Qsref＝Qmin，而Qmax-Qmin＞Qreq时，Qsref可设置为不高于Qmin～Qmax-Qreq之间的任意值。
3)本发明的工程实现。对本发明的动态无功补偿器控制系统和控制方法完成离线参数设计后，接着对其进行工程实现。实施前要求动态无功补偿器设备已经就绪，且其容量满足本实施例中步骤1)提出的容量要求，电动机/动态无功补偿器的功率检测设备、母线PT等均已经安装，则具体实施步骤为：
(1)通信线缆和控制器硬件的选购；通信线缆可根据电动机/动态无功补偿器以及母线的传感器到控制器的距离等实际情况进行采购，控制器硬件可基于通用的快速控制器硬件平台进行开发。
(2)控制软件开发；控制软件可采用数字化实现，其相关技术已经非常成熟，此处不再赘述。
4)本发明的现场测试。在上述步骤2)中离线设计的控制参数是在基于对系统模型分析的基础上得到的，可作为系统的初始设定，考虑到实际运行情况与计算模型有一定差异，重要的控制参数(增益、时间常数等)往往需要经过一定的调试和投运试验予以修正，以满足实际运行的需要。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构和连接方式都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：它包括电机启动切换器、无功功率调节器、切换器、电压调节器和电机启动无功补偿器；
所述电机启动切换器连接在大型异步电机的输入端，所述电机启动切换器输出的第一路切换信号和第四路控制信号输入至所述无功功率调节器内，控制所述无功功率调节器对动态无功补偿器进行无功功率的慢动态调控；所述无功功率调节器输出端经所述切换器连接所述电压调节器的输入端，所述切换器由所述电机启动切换器输出的第二路切换信号控制其通、断；所述电机启动切换器输出的第三路切换信号输入至所述电机启动无功补偿器内，控制所述电机启动无功补偿器与所述电压调节器的通、断；所述电机启动无功补偿器输出的无功信号输入至所述电压调节器内，所述电压调节器将接收到的所述无功功率调节器输出的无功功率和所述电机启动无功补偿器输出的无功信号，在所述电机启动切换器输出的第五路控制信号的控制下，对动态无功补偿器进行无功功率的快动态调控。
2.如权利要求1所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述无功功率调节器包括参考值切换器、比较器、PI控制器和移相器；所述参考值切换器在所述第一路切换信号控制下，使所述无功功率调节器的参考输入值在系统调度给定的无功参考值和预备启动状态给定的无功参考值之间切换；所述参考值切换器将输出的无功参考值送入所述比较器内，与动态无功补偿器当前输出的无功功率值相减，得到的无功偏差值输入所述PI控制器内；所述PI控制器由所述第四路控制信号调整其积分初值；所述PI控制器的输出值传输至所述移相器，所述移相器对所述PI控制器的输出值进行增益和移相处理后输出至所述切换器。
3.如权利要求1所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述电机启动无功补偿器包括除法器、比例器和另一个切换器；所述除法器将接收到的大型异步电机吸收的无功功率除以接收到的母线电压，得到无功电流，所述无功电流依次经所述比例器和所述另一切换器后输入至所述电压调节器。
4.如权利要求2所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述电机启动无功补偿器包括除法器、比例器和另一个切换器；所述除法器将接收到的大型异步电机吸收的无功功率除以接收到的母线电压，得到无功电流，所述无功电流依次经所述比例器和切换器后输入至所述电压调节器。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述电压调节器包括第一个信号求和器、另一个PI控制器、第二个信号求和器、另一个移相器和限幅器；所述第一个信号求和器将所述无功功率调节器的输出值与母线电压参考值求和后与输入的母线电压相减，得到的差值输入所述另一个PI控制器内，所述第五路控制信号控制所述另一个PI控制器的积分初值；所述另一个PI控制器的输出值输入所述第二个信号求和器，与所述电机启动无功补偿器输出的无功电流进行求和，求和后依次经所述另一个移相器和限幅器限幅后输出无功功率。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述动态无功补偿器包括静止同步补偿器、晶闸管控制电抗器式静止型动态无功补偿器、磁阀式静止型动态无功补偿器以及静止动态无功补偿器与固定电容器或机械投切电容器或晶闸管投切电容器或无源L-C滤波器的组合。
7.如权利要求5所述的一种动态无功补偿器的控制系统，其特征在于：所述动态无功补偿器包括静止同步补偿器、晶闸管控制电抗器式静止型动态无功补偿器、磁阀式静止型动态无功补偿器以及静止动态无功补偿器与固定电容器或机械投切电容器或晶闸管投切电容器或无源L-C滤波器的组合。
8.如权利要求1～7任意一项所述动态无功补偿器的控制系统的控制方法，所述电机启动切换器的控制方法步骤如下：
（1）在大型异步电机启动前，动态无功补偿器已经投入运行，此时电机启动切换器输出信号的取值分别为：第一路切换信号置0，第二路切换信号置1，第三路切换信号置0，第四路控制信号和第五路控制信号无作用；无功功率调节器和电压调节器投入运行，动态无功补偿器输出的无功功率与无功参考值一致；
（2）假设在t0>0时刻，给出电机预备启动指令，电机启动切换器将第一路切换信号从0切换成1，使无功功率调节器的参考输入值从系统调度给定的无功参考值切换成预备启动状态给定的无功参考值，持续监测动态无功补偿器的输出无功功率，并与预备启动状态给定的无功参考值比较；
（3）假设在t1>t0时刻，动态无功补偿器输出的无功功率与预备启动状态给定的无功参考值接近一致，动态无功补偿器和系统进入新的稳态运行，则电机启动切换器发出电机合闸启动指令，同时第二路切换信号的值从1变成0，第三路切换信号的值从0变成1，大型异步电机进入启动过程；
（4）假设在t2>t1时刻，电机启动过程结束，则同时切换信号：第一路切换信号从1切换为0，第二路切换信号从0切换为1，第三路切换信号从1切换为0，第四路控制信号给无功功率调节器的积分器初值置零，第五路控制信号给电压调节器的积分器重置初值，使其加法器的输出量在切换前后维持不变；在切换前后，动态无功补偿器维持连续，在无功功率调节器的作用下，动态无功补偿器的输出仍然由系统调度决定，电机启动过程完成。
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