CN111987724B - Statcom暂态电压控制指令的优化方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，包括：当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取滤波后的电气量数据；将滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新，根据切换时刻、第一寄存器和第二寄存器当前存储的更新时刻，提取目标寄存器中滤波后的电气量数据；根据目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式，提高电网运行的稳定性。本发明还公开了一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置、设备及存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及STATCOM暂态电压控制指令的优化方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
高压直流输电具有节约能源、线路造价低等优点，在远距离、大功率输电中占有重要的地位，且已在各国电网中得到广泛应用。为了改善直流换流站连接较弱电网时可能存在的电压稳定问题，目前某些直流换流站已配备有一定容量的STATCOM(静止同步补偿器)。正常运行方式下，直流换流站STATCOM一般采用定无功功率控制模式，即STATCOM输出的总无功功率保持不变。而当系统短路故障或其他扰动使得换流站母线三相电压有效值的最小值低于某阈值或最大值高于某阈值时，STATCOM控制从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式，并维持较长一段时间。目前，直流换流站STATCOM暂态电压控制的电压指令值一般给定不变，可能使得故障恢复后换流站稳态电压水平与故障前相差较大，甚至可能使得故障后STATCOM的无功出力对系统电压恢复起到反作用。
针对STATCOM电压指令的优化，申请公开号为CN 109193736 A的中国专利以STATCOM采用定电压控制模式为应用场景，公开了一种通过不断记录交流母线电压值来实时计算电压指令值的方法。但该专利未考虑STATCOM正常情况采用定无功功率控制模式而故障情况切换至暂态电压控制模式的情形，且该算法需连续不断存储交流母线电压值，且会连续计算并更新电压指令值，需耗费较大的存储空间和计算资源。
发明内容
本发明实施例提供一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法、装置、设备及存储介质，实现经STATCOM暂态电压控制调节后换流站故障后的稳态电压水平与故障前基本保持一致，同时能有效减少存储空间和计算资源，且适用于STATCOM正常情况采用定无功功率控制模式，而故障情况切换至暂态电压控制模式的情况。
本发明一实施例提供一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，包括：
当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值；
将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间；
当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据；
根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值；
根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
具体的，所述第一寄存器和所述第二寄存器的第一位存储空间储存所述更新时刻，第二位至第N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，第N+2位至第2N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电流幅值。
作为上述方案的改进，所述当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，包括：
获取STATCOM协调控制器控制模式的标识量；
判断所述标识量是否为预设的第一标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式，获取STATCOM并网点的电气量数据；若否，则认为STATCOM协调控制器不处于定无功功率控制模式，重新获取所述标识量，直至检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式。
作为上述方案的改进，所述当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，包括：
判断所述标识量是否由所述第一标识量值跳变为预设的第二标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取当所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值时对应的时刻作为切换时刻；若否，则等待所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值。
作为上述方案的改进，所述根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
将所述切换时刻与所述第一寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第一时间差值，将所述切换时刻与所述第二寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第二时间差值；
通过判断所述第一时间差值与第二时间差值的大小，以确定目标寄存器的标识变量；
当所述第一时间差值大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第一标识变量值；
当所述第一时间差值不大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第二标识变量值；
根据所述目标寄存器的标识变量，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据。
作为上述方案的改进，所述根据所述目标寄存器的标识变量，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
当所述目标寄存器的标识变量为所述第一标识变量值时，则将所述第一寄存器作为目标寄存器，并提取所述第一寄存器中滤波后的电气量数据；
当所述目标寄存器的标识变量为所述第二标识变量值时，则将所述第二寄存器作为目标寄存器，并提取所述第二寄存器中滤波后的电气量数据。
作为上述方案的改进，所述根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，具体包括：
通过如下公式计算电压平均值和电流平均值：
Vavg＝(V1+V2+…VN)/N (1)
Iavg＝(I1+I2+…IN)/N (2)
其中，Vavg为所述电压平均值，Iavg为所述电流平均值，V1、V2…VN为连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，I1、I2…IN为连续N个采样周期的滤波后的电流幅值；
通过如下公式计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值：
Vabs_ref＝Vavg+Kslope*Kf*Iavg (3)
其中，Vabs_ref为所述电压指令值，Kslope为预先获取的带斜率暂态电压控制的斜率值，Kf为预设的常系数；其中，当STATCOM向电网发出感性无功时，Kf＝1，当STATCOM向电网吸收感性无功时，Kf＝-1。
本发明另一实施例对应提供了一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置，包括：
数据获取模块，用于当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值；
数据存储模块，用于将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间；
运行模式切换模块，用于当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据；
电压指令值计算模块，用于根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值；
控制模块，用于根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
本发明另一实施例提供了一种STATCOM暂态电压控制指令的优化设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法。
本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法。
相比于现有技术，本发明实施例公开的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法、装置、设备及存储介质，具有如下有益效果：
通过当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据，其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值，将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻，其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间，当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式，这样通过自动跟踪故障前的系统状态而自动生成STATCOM暂态电压控制的电压指令值，实现经STATCOM暂态电压控制调节后换流站故障后的稳态电压水平与故障前基本保持一致。同时，本发明仅在STATCOM处于定无功功率控制模式时才存储计算所需的电气量数据，且一次仅存储N个采样周期的电压、电流值，并此后更新覆盖上一次存储的数据，能有效减少存储空间和计算资源，并大大降低了后续数据处理的计算量和复杂度，以及本发明适用于STATCOM正常情况采用定无功功率控制模式，而故障情况切换至暂态电压控制模式的情况，具有适用范围广的特点。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法的具体流程示意图；
图3是本发明一实施例提供的STATCOM暂态电压控制指令优化的控制逻辑示意图；
图4是本发明一实施例提供的某直流换流站母线发生三相接地瞬时故障，STATCOM投入和不投入暂态电压控制指令优化控制时，换流站母线电压有效值的波形对比示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1是本发明一实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至S105。
S101、当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值。
在一具体实施例中，所述当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，包括：
获取STATCOM协调控制器控制模式的标识量；
判断所述标识量是否为预设的第一标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式，获取STATCOM并网点的电气量数据；若否，则认为STATCOM协调控制器不处于定无功功率控制模式，重新获取所述标识量，直至检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式。
示例性的，参见图2，是本发明一实施例提供的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法的具体流程示意图，将换流站STATCOM协调控制器控制模式的标识量记为flag，第一标识量值设定为0，第二标识量值设定为1。当flag＝0时，表明换流站STATCOM协调控制器运行在定无功功率控制模式；当flag＝1时，表明换流站STATCOM协调控制器运行在暂态电压控制模式。此外，在正常运行方式下，STATCOM运行在定无功功率控制模式，即获取到的标识量为第一标识量值。
由此，请参见图2，判断flag是否为0，即判断换流站STATCOM协调控制器是否运行于定无功功率控制模式；若是，则获取STATCOM并网点的电气量数据；若否，则重新获取所述标识量，直至判断到flag为0。其中，Vabs_total为STATCOM并网点的电压幅值，具体为STATCOM并网点端电压矢量的幅值，Iabs_total为STATCOM并网点的电流幅值，具体为并网点STATCOM总电流矢量的幅值。进一步，参见图3，是本发明一实施例提供的STATCOM暂态电压控制指令优化的控制逻辑示意图，获取到的电压幅值和电流幅值分别输入到低通滤波器进行处理，得到滤波后的电气量数据。
S102、将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间。
需要说明的是，请参见图3，本发明中第一寄存器(图3中标记为寄存器A)和第二寄存器(图3中标记为寄存器B)均为2N+1寄存器。具体的，寄存器A和寄存器B均用于存储连续N个采样周期的滤波后的电气量数据。此外，滞后td环节表示第二寄存器比第一寄存器晚td时间开始存储。进而，第一寄存器和第二寄存器均每隔预设时长更新并覆盖上一次存储的数据，并刷新上一次存储的更新时刻，再保持该预设时长，同上依次循环。本发明仅在STATCOM处于定无功功率控制模式时才存储计算所需的电气量数据，且一次仅存储N个采样周期的电压、电流值，并此后更新覆盖上一次存储的数据，能有效减少存储空间和计算资源，并大大降低了后续数据处理的计算量和复杂度。
本实施例中，所述第一寄存器和所述第二寄存器的第一位存储空间储存所述更新时刻，第二位至第N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，第N+2位至第2N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电流幅值。
S103、当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据。
在一些实施例中，请参见图2，所述当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，包括：
判断所述标识量是否由所述第一标识量值跳变为预设的第二标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取当所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值时对应的时刻作为切换时刻；若否，则等待所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值。
在本发明中，正常运行方式下，换流站STATCOM协调控制器运行在定无功功率控制模式，即flag＝0；当系统故障或其他扰动使得换流站母线a相电压有效值、b相电压有效值和c相电压有效值中的最小值低于某阈值，或最大值高于某阈值时，STATCOM协调控制器会从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式，即flag由0跳变至1。
在一些实施例中，所述根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
将所述切换时刻与所述第一寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第一时间差值，将所述切换时刻与所述第二寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第二时间差值；
通过判断所述第一时间差值与第二时间差值的大小，以确定目标寄存器的标识变量；
当所述第一时间差值大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第一标识变量值；
当所述第一时间差值不大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第二标识变量值；
根据所述目标寄存器的标识变量，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据。
在本实施例中，目标寄存器的标识变量记为flagV，其由标识量从第一标识量值跳变为第二标识量值时刻，第一寄存器当前存储的更新时刻(记作tA)与第二寄存器当前存储的更新时刻(记作tB)的大小关系决定。令标识量从第一标识量值跳变为第二标识量值的时刻记作tf，当tf-tA>tf-tB时，flagV＝1，反之，flagV＝0。
在上述实施例的基础上，在一具体实施例中，所述根据所述目标寄存器的标识变量，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
当所述目标寄存器的标识变量为所述第一标识变量值时，则将所述第一寄存器作为目标寄存器，并提取所述第一寄存器中滤波后的电气量数据；
当所述目标寄存器的标识变量为所述第二标识变量值时，则将所述第二寄存器作为目标寄存器，并提取所述第二寄存器中滤波后的电气量数据。
S104、根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值。
在一种优选的实施例中，所述根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，具体包括：
通过如下公式计算电压平均值和电流平均值：
Vavg＝(V1+V2+…VN)/N (1)
Iavg＝(I1+I2+…IN)/N (2)
其中，Vavg为所述电压平均值，Iavg为所述电流平均值，V1、V2…VN为连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，I1、I2…IN为连续N个采样周期的滤波后的电流幅值；
通过如下公式计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值：
Vabs_ref＝Vavg+Kslope*Kf*Iavg (3)
其中，Vabs_ref为所述电压指令值，Kslope为预先获取的带斜率暂态电压控制的斜率值，Kf为预设的常系数；其中，当STATCOM向电网发出感性无功时，Kf＝1，当STATCOM向电网吸收感性无功时，Kf＝-1。
示例性的，请参见图2，将第一标识变量值记为1，第二标识变量值记为0。具体的，判断flagV是否为1；若是，则提取寄存器A中的数据；若否，则提取寄存器B中的数据。进一步，基于公式(1)和(2)计算电压平均值Vavg和电流平均值Iavg，后基于公式(3)计算暂态电压控制的电压指令值Vabs_ref。更进一步，可返回重新获取STATCOM协调控制器控制模式的标识量。
S105、根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
具体的，请参见图3，在得到暂态电压控制的电压指令值Vabs_ref后，根据电压指令值Vabs_ref、带斜率暂态电压控制的斜率值Kslope、常系数Kf及STATCOM并网点的电压幅值，进行运算，后将运算结果输入PI控制器。进一步，根据PI控制器的输出结果和换流站STATCOM的台数div进行运算，得到STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式时的无功电流控制指令值Iqref。更进一步，通过判断标识量flag或为第一标识量值或为第二标识量值，来判断STATCOM协调控制器运行的控制模式。当标识量flag为第一标识量值(即flag＝0)时，STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式，将STATCOM协调控制器运行于无功功率控制模式时的无功电流控制指令值Iqref分配至各台STATCOM。
示例性的，参见图4，是本发明一实施例提供的某直流换流站母线发生三相接地瞬时故障，STATCOM投入和不投入暂态电压控制指令优化控制时，换流站母线电压有效值的波形对比示意图，该直流换流站母线发生三相接地瞬时故障前，换流站母线电压有效值稳态值约为545.6kV。当直流换流站母线t＝10s发生三相接地瞬时故障时，在STATCOM投入暂态电压控制指令优化控制后，故障消除后，该直流换流站母线电压有效值稳态值约为546.5kV，故障前后电压偏差约0.9kV。此外，在该直流换流站STATCOM暂态电压控制的电压指令给定时，故障消除后，该直流换流站母线电压有效值稳态值约为549.6kV。因此，与STATCOM不投入暂态电压控制指令优化控制相比，投入暂态电压控制指令优化控制后的电压偏差大幅减小，且故障前后换流站母线电压的有效值稳态基本一致。
本发明实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，通过当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据，其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值，将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻，其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间，当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行暂态电压控制模式，这样通过自动跟踪故障前的系统状态而自动生成STATCOM暂态电压控制的电压指令值，实现经STATCOM暂态电压控制调节后换流站故障后的稳态电压水平与故障前基本保持一致，能有效提高电网运行的稳定性。同时，本发明仅在STATCOM处于定无功功率控制模式时才存储计算所需的电气量数据，且一次仅存储N个采样周期的电压、电流值，并此后更新覆盖上一次存储的数据，能有效减少存储空间和计算资源，并大大降低了后续数据处理的计算量和复杂度，以及本发明适用于STATCOM正常情况采用定无功功率控制模式，而故障情况切换至暂态电压控制模式的情况，具有适用范围广的特点。
参见图5，是本发明一实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置的结构示意图，包括：
数据获取模块201，用于当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值；
数据存储模块202，用于将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间；
运行模式切换模块203，用于当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据；
电压指令值计算模块204，用于根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值；
控制模块205，用于根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
具体的，所述第一寄存器和所述第二寄存器的第一位存储空间储存所述更新时刻，第二位至第N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，第N+2位至第2N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电流幅值。
优选的，数据获取模块201包括：
标识量获取单元，用于获取STATCOM协调控制器控制模式的标识量；
标识量判断单元，用于判断所述标识量是否为预设的第一标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式，获取STATCOM并网点的电气量数据；若否，则认为STATCOM协调控制器不处于定无功功率控制模式，重新获取所述标识量，直至检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式。
优选的，运行模式切换模块203包括：
运行模式判断单元，用于判断所述标识量是否由所述第一标识量值跳变为预设的第二标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取当所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值时对应的时刻作为切换时刻；若否，则等待所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值。
优选的，运行模式切换模块203包括：
差值获取单元，用于将所述切换时刻与所述第一寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第一时间差值，将所述切换时刻与所述第二寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第二时间差值；
标识变量确定单元，用于通过判断所述第一时间差值与第二时间差值的大小，以确定目标寄存器的标识变量；
第一差值比较单元，用于当所述第一时间差值大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第一标识变量值；
第二差值比较单元，用于当所述第一时间差值不大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第二标识变量值；
目标寄存器确定单元，用于根据所述目标寄存器的标识变量，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据。
优选的，运行模式切换模块203包括：
第一寄存器数据提取单元，用于当所述目标寄存器的标识变量为所述第一标识变量值时，则将所述第一寄存器作为目标寄存器，并提取所述第一寄存器中滤波后的电气量数据；
第二寄存器数据提取单元，用于当所述目标寄存器的标识变量为所述第二标识变量值时，则将所述第二寄存器作为目标寄存器，并提取所述第二寄存器中滤波后的电气量数据。
优选的，电压指令值计算模块204包括：
平均值计算单元，用于通过如下公式计算电压平均值和电流平均值：
Vavg＝(V1+V2+…VN)/N (1)
Iavg＝(I1+I2+…IN)/N (2)
其中，Vavg为所述电压平均值，Iavg为所述电流平均值，V1、V2…VN为连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，I1、I2…IN为连续N个采样周期的滤波后的电流幅值；
电压指令值计算单元，用于通过如下公式计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值：
Vabs_ref＝Vavg+Kslope*Kf*Iavg (3)
其中，Vabs_ref为所述电压指令值，Kslope为预先获取的带斜率暂态电压控制的斜率值，Kf为预设的常系数；其中，当STATCOM向电网发出感性无功时，Kf＝1，当STATCOM向电网吸收感性无功时，Kf＝-1。
本发明实施例提供的一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置，通过当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据，其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值，将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻，其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间，当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式，这样通过自动跟踪故障前的系统状态而自动生成STATCOM暂态电压控制的电压指令值，实现经STATCOM暂态电压控制调节后换流站故障后的稳态电压水平与故障前基本保持一致。同时，本发明仅在STATCOM处于定无功功率控制模式时才存储计算所需的电气量数据，且一次仅存储N个采样周期的电压、电流值，并此后更新覆盖上一次存储的数据，能有效减少存储空间和计算资源，并大大降低了后续数据处理的计算量和复杂度，以及本发明适用于STATCOM正常情况采用定无功功率控制模式，而故障情况切换至暂态电压控制模式的情况，具有适用范围广的特点。
该实施例的STATCOM暂态电压控制指令的优化设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如STATCOM暂态电压控制的电压指令优化程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个STATCOM暂态电压控制指令的优化方法实施例中的步骤。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备中的执行过程。
所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是STATCOM暂态电压控制指令的优化设备的示例，并不构成对STATCOM暂态电压控制指令的优化设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个STATCOM暂态电压控制指令的优化设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述STATCOM暂态电压控制指令的优化设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，其特征在于，包括：
当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值；
将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间；
当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
将所述切换时刻与所述第一寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第一时间差值，将所述切换时刻与所述第二寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第二时间差值；
通过判断所述第一时间差值与第二时间差值的大小，以确定目标寄存器的标识变量；
当所述第一时间差值大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第一标识变量值，将所述第一寄存器作为目标寄存器，并提取所述第一寄存器中滤波后的电气量数据；
当所述第一时间差值不大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第二标识变量值，将所述第二寄存器作为目标寄存器，并提取所述第二寄存器中滤波后的电气量数据；
根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值；
根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
2.如权利要求1所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，其特征在于，所述第一寄存器和所述第二寄存器的第一位存储空间储存所述更新时刻，第二位至第N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，第N+2位至第2N+1位存储空间储存从所述更新时刻开始连续N个采样周期的滤波后的电流幅值。
3.如权利要求1所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，其特征在于，所述当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，包括：
获取STATCOM协调控制器控制模式的标识量；
判断所述标识量是否为预设的第一标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式，获取STATCOM并网点的电气量数据；若否，则认为STATCOM协调控制器不处于定无功功率控制模式，重新获取所述标识量，直至检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式。
4.如权利要求3所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，其特征在于，所述当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，包括：
判断所述标识量是否由所述第一标识量值跳变为预设的第二标识量值；若是，则认为STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取当所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值时对应的时刻作为切换时刻；若否，则等待所述标识量由所述第一标识量值跳变为所述第二标识量值。
5.如权利要求1所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法，其特征在于，所述根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值，具体包括：
通过如下公式计算电压平均值和电流平均值：
Vavg＝(V1+V2+…VN)/N (1)
Iavg＝(I1+I2+…IN)/N (2)
其中，Vavg为所述电压平均值，Iavg为所述电流平均值，V1、V2…VN为连续N个采样周期的滤波后的电压幅值，I1、I2…IN为连续N个采样周期的滤波后的电流幅值；
通过如下公式计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值：
Vabs_ref＝Vavg+Kslope*Kf*Iavg (3)
其中，Vabs_ref为所述电压指令值，Kslope为预先获取的带斜率暂态电压控制的斜率值，Kf为预设的常系数；其中，当STATCOM向电网发出感性无功时，Kf＝1，当STATCOM向电网吸收感性无功时，Kf＝-1。
6.一种STATCOM暂态电压控制指令的优化装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于当检测到STATCOM协调控制器运行于定无功功率控制模式时，获取STATCOM并网点的电气量数据，并对所述电气量数据进行低通滤波，得到滤波后的电气量数据；其中，所述电气量数据包括电压幅值和电流幅值；
数据存储模块，用于将N个采样周期的所述滤波后的电气量数据均存储于第一寄存器和第二寄存器，并每隔预设时长更新所述滤波后的电气量数据及对应的更新时刻；其中，N≥1，所述第二寄存器的开始存储时刻比所述第一寄存器的开始存储时刻滞后预设时间；
运行模式切换模块，用于当检测到STATCOM协调控制器从定无功功率控制模式切换至暂态电压控制模式运行时，停止更新所述滤波后的电气量数据，并获取对应的切换时刻，根据所述切换时刻、所述第一寄存器和所述第二寄存器当前存储的更新时刻，确定目标寄存器，以提取所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，具体包括：
将所述切换时刻与所述第一寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第一时间差值，将所述切换时刻与所述第二寄存器当前存储的更新时刻的差值作为第二时间差值；
通过判断所述第一时间差值与第二时间差值的大小，以确定目标寄存器的标识变量；
当所述第一时间差值大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第一标识变量值，将所述第一寄存器作为目标寄存器，并提取所述第一寄存器中滤波后的电气量数据；
当所述第一时间差值不大于所述第二时间差值时，则目标寄存器的标识变量为预设的第二标识变量值，将所述第二寄存器作为目标寄存器，并提取所述第二寄存器中滤波后的电气量数据；
电压指令值计算模块，用于根据所述目标寄存器中滤波后的电气量数据，计算STATCOM暂态电压控制的电压指令值；
控制模块，用于根据所述电压指令值，控制STATCOM协调控制器运行于暂态电压控制模式。
7.一种STATCOM暂态电压控制指令的优化设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的STATCOM暂态电压控制指令的优化方法。
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