CN111478339A - 一种励磁控制方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种励磁控制方法,包括实时监测调相机机端电压和无功功率;基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压;基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号;响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号;根据控制输出信号控制调相机,本发明能有效增强系统电压抗扰动能力。
Description
技术领域
本发明属于电机励磁控制技术领域,具体涉及一种调相机参与系统电压紧急控制的励磁控制方法。
背景技术
电网中配置调相机可以有效增加直流换流站近区的动态无功储备,对预防多直流同时、连续换相失败能起到一定作用。但由于调相机采用追随机端电压变化而快速改变无功出力的控制方式,电网中大部分故障下电压并不会持续维持在低水平下,而是随着故障发生及消失上下波动,直流换流站及近区调相机几乎同时感受到电压跌落,调相机无法在瞬间增发出足够的无功支撑电压维持波动前水平,也无法持续维持强励水平,对预防直流后续发生换相失败效果不佳。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种励磁控制方法能够在调相机励磁控制过程中,实现电压紧急控制情况下的励磁控制,有效增强系统电压抗扰动能力,本发明所采用的技术方案如下:
第一方面,提供了一种励磁控制方法,包括:实时监测调相机机端电压和无功功率;
基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压;
基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;
实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;
响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号Efd,以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
根据控制输出信号Efd控制调相机。
结合第一方面,进一步的,所述基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压具体为:
将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压。
结合第一方面,进一步的,所述基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压具体为:
将调相机机端电压与其预设参考值的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压。
第二方面,提供了一种励磁控制系统,包括:
监测模块:用于实时监测调相机机端电压和无功功率以及实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;
励磁电压生成模块:用于基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压;基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;
控制模块:用于响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号Efd,以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
根据控制输出信号Efd控制调相机。
结合第二方面,进一步的,所述励磁电压生成模块包括:
第一励磁电压控制模块:用于将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压。
第二励磁电压控制模块:用于将调相机机端电压与其第二预设参考值的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压。
第三方面,提供了一种励磁控制系统,包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述方法的步骤。
第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
有益效果:本发明通过增加一个紧急控制电压闭环,实时监测调相机机端电压,当电网发生故障或扰动的时候,能够紧急对调相机进行控制,触发调相机励磁系统强励,并持续一段时间维持无功在高输出水平,可以有效增强系统电压抗扰动能力,降低直流后续发生连续换相失败概率。
附图说明
图1是本发明中励磁控制系统的控制模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施1
本发明实施例中提供的一种励磁控制方法,总体包括:
实时监测调相机机端电压和无功功率;
基于无功功率Qm与其预设参考值Qref的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压Ef;
基于调相机机端电压U与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压Ef';
实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;
响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号Efd,以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
根据控制输出信号Efd控制调相机。
进一步的,所述基于无功功率与其预设参考值的差值,和调相机机端电压产生第一励磁控制电压Ef具体为:
将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值Uref上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压。
进一步的,所述基于调相机机端电压与其预设参考值的差值产生第二励磁控制电压Ef'具体为:
将调相机机端电压与其第二预设参考值Ujref的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压。
具体控制方法如下:
图1为本发明实施例调相机参与系统电压紧急控制的励磁控制系统模型图。
其中KP、KI、KD分别为电压主环(即电压闭环)控制PID参数;KPQ、KIQ、分别为无功控制环(即慢速无功功率闭环)PID参数;KPj、KIj、KDj分别为紧急控制电压闭环PID参数;Uref为调相机的机端电压第一预设参考值;U为调相机的机端电压测量值;Qref为慢速无功环无功功率参考值;Qm为无功功率测量值;Ujref为紧急控制电压闭环电压参考值(机端电压第二预设参考值);Efd为输出励磁电压;If-ref为强励反时限限制电流参考值;If为励磁电流实际值;Iflim_mark为强励反时限限制动作标志;IGlim_mark为定子电流限制动作标志,Jmark为紧急控制标志,紧急控制时其值为1,s是微分算子,Trs为滤波环节的时间常数。
在调相机正常控制环的基础上,增加一个紧急控制电压闭环,Ujref为其电压参考值,检测调相机实际机端电压,比较机端电压实际值与紧急控制电压闭环参考值,将控制目标值Ujref(机端电压第二预设参考值)与实际值U的差进行PID运算,将其输出作为第二励磁控制电压Ef';正常情况下紧急控制电压闭环处于运算状态,但其输出处于闭锁状态。紧急控制电压闭环包括强增和强减功能,可以输出励磁控制电压的最大值,也可以提供励磁控制电压的最小值。
当电网发生故障或扰动,调相机接收到了紧急控制信号,且定子电流、转子电流发热量不超过限制值的情况下,即Iflim_mark=0且IGlim_mark=0的情况下,进入紧急控制闭环,励磁控制电压切换为紧急控制闭环的输出,即第二励磁控制电压Ef'。调相机紧急控制闭环属于紧急状态下的控制命令,具有最高优先级,将忽视可能正在执行的AVC等命令。紧急控制持续的时间可通过参数进行设置,也可根据紧急控制信号的停止来决定;在切换到紧急控制电压闭环输出的过程中,若因定子电流、转子电流发热超过限制值而必须对定子电流、转子电流进行限制时,励磁控制电压的输出将切换回原有的正常调相机闭环控制,当Iflim_mark=1的情况下,由于强励反时限限制是单独的励磁电流控制闭环,将直接切换至此电流闭环,即使没有紧急控制无功闭环,Iflim_mark=1的情况下也将进入此电流闭环,对于IGlim_mark=1的情况,由于一般的定子电流限制通过主环电压闭环实现,此时将输出切换至原控制环节的PID输出;切换回原有控制闭环后,紧急控制电压闭环将不再起作用。
实施例2
本发明实施例提供了一种励磁控制系统,包括:
监测模块:用于实时监测调相机机端电压和无功功率以及实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;
励磁电压生成模块:用于基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压;基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;
控制模块:用于响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号Efd,以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
根据控制输出信号Efd控制调相机。
具体而言,励磁电压生成模块包括:
第一励磁电压控制模块:用于将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值Uref上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压Ef。
第二励磁电压控制模块:用于将调相机机端电压与其第二预设参考值Ujref的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压Ef'。
本发明实施例提供的励磁控制系统,还可以是包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行实现前述励磁控制方法的步骤。
实施例3
本发明实施例中提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现实施例1中励磁控制方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种励磁控制方法,其特征在于,包括:
实时获取调相机机端电压和无功功率;
基于所述无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值,产生第一励磁控制电压;
基于调相机机端电压与其第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;
实时获取调相机定子电流、转子电流发热量;
响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于所述第二励磁控制电压产生控制输出信号,以执行紧急控制过程;否则基于所述第一励磁控制电压产生控制输出信号;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于所述第一励磁控制电压产生控制输出信号;
根据所述控制输出信号控制调相机。
2.根据权利要求1所述的一种励磁控制方法,其特征在于:所述基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压具体为:
将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压。
3.根据权利要求1所述的一种励磁控制方法,其特征在于:所述基于调相机机端电压与其预设参考值的差值产生第二励磁控制电压具体为:
将调相机机端电压与其第二预设参考值的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压。
4.一种励磁控制系统,其特征在于,包括:
监测模块:用于实时监测调相机机端电压和无功功率以及实时监测调相机定子电流、转子电流发热量;
励磁电压生成模块:用于基于无功功率与其预设参考值的差值,叠加调相机机端电压与第一预设参考值的差值产生第一励磁控制电压;基于调相机机端电压与第二预设参考值的差值产生第二励磁控制电压;
控制模块:用于响应于调相机接收到外部紧急控制信号,且发热量不超过预设限值时,基于第二励磁控制电压产生控制输出信号Efd,以执行紧急控制过程;否则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
响应于调相机接收到紧急控制停止信号、紧急控制持续时间结束或紧急控制执行过程中发热量超过预设限值,则基于第一励磁控制电压产生控制输出信号Efd;
根据控制输出信号Efd控制调相机。
5.根据权利要求4所述的一种励磁控制系统,其特征在于,所述励磁电压生成模块包括:
第一励磁电压控制模块:用于将无功功率参考值与实际值的差值进行PID运算,将运算得到的结果叠加到机端电压第一预设参考值上,并将叠加后的预设电压参考值再与机端电压实际值求差后进行PID运算进而得到第一励磁控制电压。
第二励磁电压控制模块:用于将调相机机端电压与其第二预设参考值的差值进行PID计算,进而得到第二励磁控制电压。
6.一种励磁控制系统,其特征在于,包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~3任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1~3任一项所述方法的步骤。
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