CN108183490B - 无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统。该方法包括：根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；获取SVC的控制点运行短路容量；基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。根据本发明实施例提供的方法，可以根据控制点运行短路容量的实际取值调整控制增益调节步数，以使SVC控制器增益参数与电网短路容量相匹配。
Description
技术领域
本发明涉及无功补偿装置技术领域，尤其涉及无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统。
背景技术
随着电网规模的扩大和运行环境的日益复杂，为提高电网安全、稳定和经济运行水平，静止无功补偿装置(SVC，Static Var Compensator)作为一种并联补偿装置，已广泛应用于电力系统的负荷补偿和输电线路补偿例如电压和无功补偿，以提供电压支持、提高提供暂态稳定性、增加输电能力以及改善阻尼系统振荡等功能。
SVC作为自动无功补偿装置，其控制增益参数与电网短路容量的匹配性，决定了接入系统的电压稳定性和响应速度。如果接入运行短路容量小的系统，若控制增益和步长值选择过大，会导致系统响应过快，发生电网电压振荡；如果接入运行短路容量大的系统，若控制增益和步长值过小，会导致系统响应过慢，无功补偿不及时电压无法及时调节。
目前国内SVC均采用的是固定增益调节方式，增益和步长并不会随接入点短路容量变化而变化。但是，实际应用场景中，接入系统的运行短路容量是实时变化的，如果固定的SVC控制增益参数与电网短路容量不匹配，将会造成接入系统的振荡甚至失稳。
发明内容
本发明实施例提供一种无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统，可以基于控制点运行短路容量的实际取值调整控制增益的调节步数，以使SVC控制器增益参数与电网短路容量相匹配。
根据本发明的一方面，提供一种无功补偿装置的控制增益调节方法，包括：根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；获取SVC的控制点运行短路容量；基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
根据本发明的另一方面，提供一种无功补偿装置的控制增益调节装置，包括：电压波动计算单元，根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；短路容量获取单元，获取SVC的控制点运行短路容量；调节步数计算单元，基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
根据本发明的再一方面，提供一种无功补偿装置的控制增益调节系统，其特征在于，包括：存储器，存储程序；输入设备，输入无功补偿装置的控制点母线瞬时电压的采样值和控制点母线电压目标值；处理器，运行存储器中存储的程序，以执行以下步骤：根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；获取SVC的控制点运行短路容量；基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
根据本发明实施例提供的无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统，通过控制点母线电压偏差值和接入系统实时变化的运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数，从而对控制增益和步长值进行调节，控制SVC的输出电流，使系统处于稳定域内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出根据本发明实施例的静止无功补偿装置的电路结构示意图；
图2是示出根据本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的流程图；
图3是示出了根据本发明另一实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的详细的流程图；
图4是示出根据本发明又一实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的流程图；
图5是图4中根据步长调节信号控制无功补偿装置的晶闸管控制电抗器的输出电流的详细的流程图；
图6是示出根据本发明一实施例的无功补偿装置的控制增益调节装置的结构示意图；
图7是图6中调节步数计算模块的详细的结构示意图；
图8是示出根据本发明另一实施例的无功补偿装置的控制增益调节装置的结构示意图；
图9是示出根据本发明另一实施例的控制增益调节系统的示例性硬件架构的结构图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，标记说明如下：
510、电压波动计算模块；520、短路容量获取模块；530、调节步数计算模块；5301、电压及额定无功容量获取单元；5302、无功需求值计算单元；5303步数计算单元；540、调节信号生成模块；550、增益调节模块；560、电压阈值比较模块；570、调节步数设置模块；700、控制增益调节系统；701、输入设备；702、输入接口；703、处理器；704、存储器；705、输出接口；706、输出设备；710、总线。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明实施例中，静止无功补偿装置SVC是一种并联型的无功补偿装置，该装置主要用于补偿电网中变化频繁的无功功率，稳定电网运行参数并提高电网使用效率，即SVC是一种用于改善电能质量的装置。
下面结合图1具体描述本发明实施例中静止无功补偿装置SVC的工作原理。图1是示出根据本发明实施例的静止无功补偿装置SVC的电路结构示意图。
如图1所示，本发明实施例中的静止无功补偿装置SVC包括SVC控制系统、晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor，TCR)、高次谐波滤波电容器(FilterCapacitor，FC)、连接变压器以及断路器。
图1所示的静止无功补偿装置SVC主要由并联在母线上的晶闸管控制电抗器TCR支路和高次谐波滤波电容器FC支路组成。将三相TCR电路的三个单相TCR与晶闸管阀组串联之后，以连接成三角形的接线方式并入电网，在三相TCR电路中，每个单相TCR由反并联的一对晶闸管和电抗器串联组成，在反并联的一对晶闸管的两端分别布置电抗器，以防止TCR两端发生短路时使TCR受到损坏。为了供电系统的稳定，需要保持每个单相TCR中的两个反并联的晶闸管的导通角相等以及供电系统三相平衡。
在图1中，FC中的电容器组提供固定的容性无功功率Qc，由负载提供感性无功功率QN，由TCR提供大小可调的感性无功功率QTCR，SVC控制系统用于控制TCR提供的感性无功功率QTCR的大小。
负载在不同的工作状态所产生的无功功率是不同的。当负载起动时，负载所消耗的感性无功功率很大，此时容性无功功率Qc全部用于补偿感性无功功率QN；当负载进入等速运行阶段后，所需的感性无功功率QN减小，容性无功功率Qc会产生过补偿，这时TCR的控制器可以提供一部分感性无功功率QTCR，以补偿容性无功功率的多余部分；当负载停止时，感性无功功率QN降为0，TCR的控制器需要提供合适的QTCR以补偿过剩的容性无功功率Qc。
也就是说，TCR的控制器提供的感性无功功率QTCR是一个变量，它需要对负载提供的感性无功功率QN和电容器组提供的容性无功功率Qc起平衡作用，当系统中的无功功率满足QN+QTCR-Qc＝常数或0时，可以使系统电压及功率因数保持恒定。
TCR的控制元件是两个反并联晶闸管，当晶闸管的触发角在90°时，TCR完全导通，晶闸管的触发角在90°到180°之间时，TCR部分导通；TCR的输出电流随触发角的增大而减小，因此通过控制TCR的晶闸管的触发角，改变TCR输出的电流，从而提供大小可调的感性无功功率QTCR，改变TCR提供的无功功率值，达到无功补偿的目的。
下面结合附图，详细描述根据本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和系统。
下面结合图2和图3详细描述根据本发明一实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法。应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。
图2是示出根据本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的流程图。如图2所示，本实施例中的无功补偿装置的控制增益调节方法100包括以下步骤：
步骤S110，根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值。
步骤S120，获取SVC的控制点运行短路容量。
步骤S130，基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
根据本发明实施例的方法，可以基于控制点运行短路容量的实际取值求取SVC的控制增益的调节步数，进而通过步长值调节控制SVC的输出电流，使接入系统电压满足稳定性需求。
图3是示出了根据本发明另一实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的详细的流程图，图3与图2相同或等同的步骤使用相同的标号。
在一些实施例中，步骤S110具体可以包括以下子步骤：
步骤S1101，对控制点母线电压的采样值进行半波积分，得到电压有效值。
在步骤S1101中，控制点母线电压的采样值可以是实时采集的控制点母线瞬时电压，对该瞬时电压值进行半波积分处理得到该控制点的母线电压有效值。
作为一个示例，半波积分处理具体可以包括对获取的控制点母线电压的采样值进行降压、半波整流和滤波处理。
步骤S1102，计算控制点母线电压目标值与电压有效值的差值作为控制点母线电压偏差值。
在一些实施例中，控制点母线电压目标值可以由用户根据电网的实际需求进行设定。并且，可以使用下面的表达式计算控制点母线电压偏差值：
ΔU＝Uref-Ue (1)
在上述表达式(1)中，ΔU表示控制点母线电压偏差值，Uref表示控制点母线电压目标值，Ue表示电压有效值。
如图3所示，在一些实施例中，步骤S120具体可以包括以下子步骤：
步骤S1201，获取SVC的控制点母线的无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与该至少两组无功功率值对应的电压值。
步骤S1202，根据无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与该至少两组无功功率值对应的电压值，计算控制点运行短路容量。
在电力系统中，无功功率的变化会引起电力系统电压成比例的变化，在电力系统中加入无功补偿装置后，当负载无功功率发生变化时，需要无功功率补偿装置输出的无功功率能够弥补负载无功功率的变化，使得电力系统供给的无功功率保持不变，这就是对无功功率进行动态补偿的原理。
基于上述对无功功率进行动态补偿的原理，以及系统电压与无功功率变化的特性，通过调整无功补偿装置的输出容量，现场记录测得的无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与至少两组无功功率值对应的电压值，并用下述表达式计算系统运行短路容量：
SOSC＝无功功率为零时的电压值*(无功功率变化值/电压变化值) (2)
在上述表达式(2)中，Sosc表示系统运行短路容量，并通过至少两组无功功率值计算得到表达式(2)中的无功功率变化值，通过与至少两组无功功率值对应的电压值计算得到表达式(2)中的电压变化中。
在另一些实施例中，也可以通过实时采集的电力系统的在线运行数据计算得到系统运行短路容量。
具体地，设定k-1时刻，系统的等效电势为Ek-1＝E(k-1)x+jE(k-1)y，系统的等效阻抗为ZK-1＝Rk-1+jXk-1，系统主变低压侧的电压幅值为Vk-1，有功功率为Pk-1，无功功率为Qk-1；
设定在k时刻，系统的等效电势为Ek＝Ekx+jEky，等效阻抗为Zk＝Rk+jXk，系统主变低压侧的电压幅值为Vk，有功功率为Pk，无功功率为QK，则k时刻系统运行短路容量Sosc可以用下述表达式(3)进行计算：
其中，
通过上述表达式(3)，计算得到k时刻的系统运行短路容量SOSC。
本发明实施例并不局限于系统运行短路容量的计算方法，可以根据实际情况选择对应的计算方法。
如图3所示，在一些实施例中，步骤S130具体可以包括：
步骤S1301，获取控制点三相电压的平均值和SVC的额定容性无功容量。
步骤S1302，根据控制点三相电压的平均值、控制点运行短路容量和控制点母线电压偏差值，计算控制点无功需求值。
具体地，使用下面的表达式计算控制点无功需求值：
在上述表达式(4)中，ΔQ为控制点无功需求值，ΔU为控制点母线电压偏差值，Sosc为控制点运行短路容量，U0为控制点三相电压的平均值。
步骤S1303，利用针对每个步长的对额定容性无功容量的调节比例、额定容性无功容量和控制点无功需求值，计算控制增益的调节步数。
为了避免无功功率调节过快发生电网电压振荡，可以逐步进行控制增益调节，具体地，可以使用下面的表达式计算控制增益的调节步数：
在上述表达式(5)中，K为控制增益的调节步数，取表达式(5)中计算结果的最大整数倍值，ΔQ为控制点无功需求值，Qsvc为额定容性无功容量，x％为针对每个步长的对额定容性无功容量的调节比例。
在本发明实施例中，步长为每次调节TCR的触发角的电角度，每个步长与额定容性无功容量的调节量之间存在对应关系。
作为一个示例，x可以取值为1，即设定每个步长的对额定容性无功容量的调节比例为1％。也就是说，每调整一个步长，对应调整数值为额定容性无功容量的1％的无功容量。由此可以计算得出对于控制点无功需求值ΔQ需要的调节步数。
下面结合图4和图5描述如何根据计算得到的调节步数对无功需求进行调整。
图4是示出根据本发明又一实施例的无功补偿装置的控制增益调节方法的流程图，图4与图2相同或等同的步骤使用相同的标号。
如图4所示，无功补偿装置的控制增益调节方法300基本相同于无功补偿装置的控制增益调节方法100，不同之处在于，无功补偿装置的控制增益调节方法300还包括：
步骤S140，根据控制增益的调节步数生成步长调节信号。
步骤S150，根据步长调节信号，控制SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流。
图5是图4中根据步长调节信号控制SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流的详细的流程图。如图5所示，步骤S150具体可以包括以下子步骤：
步骤S1501，根据步长调节信号中的调节步数和TCR的触发角的额定电角度、每个步长的对额定容性无功容量的调节比例，计算增加调节步数后的TCR的触发角的电角度。
在步骤S1501中，根据TCR的触发角的额定电角度和每个步长的对额定容性无功容量的调节比例确定步长的取值。
作为一个示例，通过TCR的触发角的可调节范围例如90°～180°，可以得到TCR的触发角的额定电角度为90°，再结合预先设定的调节比例例如1％，则可以确定对TCR的触发角进行调节时，每次调节的电角度为0.9°。
步骤S1502，通过计算得到的TCR的触发角的电角度，控制TCR的输出电流。
在步骤S1502中，通过准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过TCR的电流，再结合所需调节的步数，对系统中的控制点无功需求值进行调整。
在另一些实施例中，在上述步骤S130之前，即在基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数的步骤之前，还包括：将控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值进行比较，以确定控制点母线电压偏差值的绝对值是否大于第一电压阈值，在控制点母线电压偏差值的绝对值大于第一电压阈值的情况下，执行步骤S130，基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数的步骤。
在另一些实施例中，还包括：将控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，第二电压阈值小于第一电压阈值。
具体地，在控制点母线电压偏差值的绝对值大于第二电压阈值而不大于第一电压阈值的情况下，将调节步数设置为1；在控制点母线电压偏差值的绝对值不大于第二电压阈值的情况下，将调节步数设置为0。
作为一个示例，设定第一电压阈值为1000V，第二电压阈值为200V，当ΔU满足条件：ΔU＜-1000V或1000V＜ΔU时，调节步数设置为上述实施例中根据表达式(4)计算得到的步数K；当ΔU满足条件：-1000V＜ΔU＜-200V或200V＜ΔU＜1000V时，调节步数设置为1，即采用固定增益的方式进行调节；当ΔU满足条件：--200V＜ΔU＜200V时，保持TCR的触发角的电角度，调节步数设置为0。
在SVC控制系统的动态性能指标中，超调量是反映系统动态性能平稳性的一个指标，超调量的取值为系统输出的被调参数的最大值Y(tp)减去稳态值Y(∞)的差除以稳态值乘以百分之百得到的一个输出最大偏差比，即超调量＝[Y(tp)-Y(∞)]/Y(∞)*100％。
稳态值通常是系统的正常工作状态或称为平稳态。而超调量越大，反映平稳性越差，也就是说，最大输出偏离稳态值的幅值比越大，对系统来说偏离平衡态越远，对系统正常工作越不利。因此，超调量通常和快速性指标互相制约，相对接入运行短路容量小的系统，如控制增益和步长值选择过大，会导致系统响应过快，发生电网电压振荡；如接入运行短路容量大的系统控制增益和步长值过小，会导致系统响应过慢，无功补偿不及时电压无法及时调节。
本发明实施例采用固定增益和步长调节相结合的控制增益调节方法，可以基于实时计算的系统运行短路容量计算系统的无功需求，进而计算增益调节的调节步数和步长值，根据调节步数和步长值对系统的无功需求进行调节。通过本发明实施例的控制增益调节方法，可以降低因设定的步长值在增益调节时出现超调量过大或过小，系统平稳性差或补偿不及时的问题，提高系统的稳定性。
下面将参考图6，描述根据本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节装置。图6示出了本发明一实施例提供的无功补偿装置的控制增益调节装置的结构示意图。
如图6所示，无功补偿装置的控制增益调节装置500包括：
电压波动计算模块510，根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；
短路容量获取模块520，获取SVC的控制点运行短路容量；
调节步数计算模块530，基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
根据本发明实施例提供的无功补偿装置的控制增益调节装置，基于控制点母线电压偏差值和实时计算的控制点运行短路容量，计算得到控制增益的调节步数。
在一些实施例中，电压波动计算模块510对控制点母线电压的采样值进行半波积分，得到电压有效值，并计算控制点母线电压目标值与电压有效值的差值作为控制点母线电压偏差值。
在一些实施例中，短路容量获取模块520获取SVC的控制点母线的无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与至少两组无功功率值对应的电压值，并根据无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与至少两组无功功率值对应的电压值，计算控制点运行短路容量。
图7是图6中调节步数计算模块的详细的结构示意图。如图7所示，调节步数计算模块530可以进一步包括：
电压及额定无功容量获取单元5301，获取控制点三相电压的平均值和SVC的额定容性无功容量。
无功需求值计算单元5302，根据控制点三相电压的平均值、控制点运行短路容量和控制点母线电压偏差值，计算控制点无功需求值。
步数计算单元5303，利用针对每个步长的对额定容性无功容量的调节比例、额定容性无功容量和控制点无功需求值，计算控制增益的调节步数。
在一些实施例中，无功需求值计算单元5302还利用表达式ΔQ＝
计算控制点无功需求值，其中，ΔQ为控制点无功需求值，ΔU为控制点母线电压偏差值，Ssvc为控制点运行短路容量，U0为控制点三相电压的平均值。
在一些实施例中，步数计算单元5303还利用表达式
计算控制增益的调节步数，其中，K为控制增益的调节步数，ΔQ为控制点无功需求值，Qsvc为额定容性无功容量，x％为针对每个步长的对额定容性无功容量的调节比例。
图8示出了本发明另一实施例提供的无功补偿装置的控制增益调节装置的结构示意图。如图8所示，无功补偿装置的控制增益调节装置600基本相同于无功补偿装置的控制增益调节装置500，不同之处在于，无功补偿装置的控制增益调节装置600还可以包括：
调节信号生成模块540，根据控制增益的调节步数生成步长调节信号。
增益调节模块550，根据步长调节信号，控制SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流。
在一些实施例中，增益调节单元550根据步长调节信号中的调节步数和TCR的触发角的额定电角度、针对每个步长的对额定容性无功容量的调节比例，计算增加调节步数后的TCR的触发角的电角度，并通过计算得到TCR的触发角的电角度，控制TCR的输出电流。
在另一些实施例中，无功补偿装置的控制增益调节装置600还可以包括：电压阈值比较模块560，在基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数的步骤之前，将控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值进行比较，以确定控制点母线电压偏差值的绝对值是否大于第一电压阈值。
调节步数计算模块530，在控制点母线电压偏差值的绝对值大于第一电压阈值的情况下，执行基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数的步骤。
在另一些实施例中，电压阈值比较模块560还将控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，第二电压阈值小于第一电压阈值，无功补偿装置的控制增益调节装置600还可以包括：
调节步数设置模块570，在控制点母线电压偏差值的绝对值大于第二电压阈值而不大于第一电压阈值的情况下，将调节步数设置为1，以及在控制点母线电压偏差值的绝对值不大于第二电压阈值的情况下，将调节步数设置为0。
根据本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节装置的其他细节与以上结合图2至图5描述的根据本发明实施例的方法类似，在此不再赘述。
结合图2至图8描述的根据本发明无功补偿装置的控制增益调节方法和装置可由本发明实施例的无功补偿装置的控制增益调节系统来实现。图9是示出能够实现根据本发明实施例的控制增益调节方法和装置的控制增益调节系统的示例性硬件架构的结构图。
如图9所示，控制增益调节系统700包括输入设备701、输入接口702、处理器703、存储器704、输出接口705、以及输出设备706。其中，输入接口702、处理器703、存储器704、以及输出接口705通过总线710相互连接，输入设备701和输出设备706分别通过输入接口702和输出接口705与总线710连接，进而与计算设备700的其他组件连接。具体地，输入设备701接收来自外部的输入信息，并通过输入接口702将输入信息传送到处理器703；处理器703基于存储器704中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器704中，然后通过输出接口705将输出信息传送到输出设备706；输出设备706将输出信息输出到控制增益调节系统700的外部供用户使用。
也就是说，控制增益调节系统700可以被实现为包括：存储器704，存储程序；输入设备701，接收无功补偿装置的控制点母线瞬时电压的采样值和控制点母线电压目标值；处理器703，运行存储器中存储的程序，以执行以下步骤：根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；获取SVC的控制点运行短路容量；基于控制点母线电压偏差值和控制点运行短路容量，计算SVC的控制增益的调节步数。
通过本发明实施例提供的无功补偿装置的控制增益调节系统，根据控制点母线电压偏差值和运行短路容量的实际取值调整控制增益的调节步数，以根据该调节步数输出TCR电流，逐步进行系统增益调节。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种无功补偿装置的控制增益调节方法，其特征在于，包括：
根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；
获取所述SVC的控制点运行短路容量；
基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数；
其中，所述基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数包括：
获取控制点三相电压的平均值和所述SVC的额定容性无功容量；
根据所获取的控制点三相电压的平均值、所述控制点运行短路容量和所述控制点母线电压偏差值，计算控制点无功需求值；
利用针对每个步长的对所述额定容性无功容量的调节比例、所述额定容性无功容量和所述控制点无功需求值，计算所述控制增益的调节步数；
其中，所述利用针对每个步长的对所述额定容性无功容量的调节比例、所述额定容性无功容量和所述控制点无功需求值，计算所述控制增益的调节步数的步骤包括：
利用表达式
计算所述控制增益的调节步数，其中，K为所述调节步数，ΔQ为所述控制点无功需求值，Qsvc为所述额定容性无功容量，x％为所述针对每个步长的对所述额定容性无功容量的调节比例。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值的步骤包括：
对所述控制点母线电压的采样值进行半波积分，得到电压有效值；
计算所述控制点母线电压目标值与所述电压有效值的差值作为所述控制点母线电压偏差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述SVC的控制点运行短路容量的步骤包括：
获取所述SVC的控制点母线的无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与所述至少两组无功功率值对应的电压值；
根据所述无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与所述至少两组无功功率值对应的电压值，计算所述控制点运行短路容量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制点三相电压的平均值、所述控制点运行短路容量和所述控制点母线电压偏差值，计算控制点无功需求值的步骤包括：
利用表达式
计算所述控制点无功需求值，其中，ΔQ为所述控制点无功需求值，ΔU为所述控制点母线电压偏差值，Sosc为所述控制点运行短路容量，U0为所述控制点三相电压的平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述控制增益的调节步数生成步长调节信号；
根据所述步长调节信号，控制所述SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述步长调节信号，控制所述SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流的步骤包括：
根据所述步长调节信号中的所述调节步数和所述TCR的触发角的额定电角度、所述调节比例，计算增加所述调节步数后的所述TCR的触发角的电角度；
通过计算得到的所述TCR的触发角的电角度，控制所述TCR的输出电流。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数的步骤之前，还包括：
将所述控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值进行比较，以确定所述控制点母线电压偏差值的绝对值是否大于所述第一电压阈值，在所述控制点母线电压偏差值的绝对值大于所述第一电压阈值的情况下，执行所述基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述控制点母线电压偏差值的绝对值与所述第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值；
在所述控制点母线电压偏差值的绝对值大于所述第二电压阈值而不大于所述第一电压阈值的情况下，将所述调节步数设置为1；
在所述控制点母线电压偏差值的绝对值不大于所述第二电压阈值的情况下，将所述调节步数设置为0。
9.一种无功补偿装置的控制增益调节装置，其特征在于，包括：
电压波动计算模块，根据无功补偿装置SVC的控制点母线电压的采样值和控制点母线电压目标值，计算控制点母线电压偏差值；
短路容量获取模块，获取所述SVC的控制点运行短路容量；
调节步数计算模块，基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数；
其中，所述调节步数计算模块包括：
电压及额定无功容量获取单元，获取控制点三相电压的平均值和所述SVC的额定容性无功容量；
无功需求值计算单元，根据所获取的控制点三相电压的平均值、所述控制点运行短路容量和所述控制点母线电压偏差值，计算控制点无功需求值；
步数计算单元，利用针对每个步长的对所述额定容性无功容量的调节比例、所获取的额定容性无功容量和所述控制点无功需求值，计算所述控制增益的调节步数；
其中，所述步数计算单元还利用表达式
计算所述控制增益的调节步数，其中，K为所述调节步数，ΔQ为所述控制点无功需求值，Qsvc为所述额定容性无功容量，x％为所述针对每个步长的对所述额定容性无功容量的调节比例。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述电压波动计算模块对所述控制点母线电压的采样值进行半波积分，得到电压有效值，并计算所述控制点母线电压目标值与所述电压有效值的差值作为所述控制点母线电压偏差值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述短路容量获取模块获取所述SVC的控制点母线的无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与所述至少两组无功功率值对应的电压值，并根据所述无功功率为零时的电压值、至少两组无功功率值以及与所述至少两组无功功率值对应的电压值，计算所述控制点运行短路容量。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述无功需求值计算单元还利用表达式
计算所述控制点无功需求值，其中，ΔQ为所述控制点无功需求值，ΔU为所述控制点母线电压偏差值，Sosc为所述控制点运行短路容量，U0为所述控制点三相电压的平均值。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
调节信号生成模块，根据所述控制增益的调节步数生成步长调节信号；
增益调节模块，根据所述步长调节信号，控制所述SVC的晶闸管控制电抗器TCR的输出电流。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，
所述增益调节模块根据所述步长调节信号中的所述调节步数和所述TCR的触发角的额定电角度、所述调节比例，计算增加所述调节步数后的所述TCR的触发角的电角度，并通过计算得到TCR的触发角的电角度，控制所述TCR的输出电流。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
电压阈值比较模块，在所述基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数的步骤之前，将所述控制点母线电压偏差值的绝对值与第一电压阈值进行比较，以确定所述控制点母线电压偏差值的绝对值是否大于所述第一电压阈值；
所述调节步数计算模块在所述控制点母线电压偏差值的绝对值大于所述第一电压阈值的情况下，执行所述基于所述控制点母线电压偏差值和所述控制点运行短路容量，计算所述SVC的控制增益的调节步数的步骤。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述电压阈值比较模块还将所述控制点母线电压偏差值的绝对值与所述第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值，所述装置还包括：
调节步数设置模块在所述控制点母线电压偏差值的绝对值大于所述第二电压阈值而不大于所述第一电压阈值的情况下，将所述调节步数设置为1，以及在所述控制点母线电压偏差值的绝对值不大于所述第二电压阈值的情况下，将所述调节步数设置为0。
17.一种无功补偿装置的控制增益调节系统，其特征在于，包括：
存储器，存储程序；
输入设备，输入无功补偿装置的控制点母线瞬时电压的采样值和控制点母线电压目标值；
处理器，运行所述存储器中存储的所述程序，以执行权利要求1-8任一权利要求所述的无功补偿装置的控制增益调节方法的步骤。
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