專利名稱：一種多支路svc協(xié)調控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對同段母線上并列運行的多路SVC無功補償裝置進行協(xié)調控制的方法，屬控制技術領域。
背景技術：
近年來，隨著大功率非線性負荷的不斷增加，無功沖擊給電網(wǎng)帶來的諧波污染日趨嚴重，由此引發(fā)的電網(wǎng)電壓、電流畸變，三相不平衡及功率因數(shù)偏低等問題越來越受到人們的關注。SVC靜止無功補償裝置因具有快速調節(jié)系統(tǒng)無功、維持節(jié)點電壓穩(wěn)定的功能，已在電網(wǎng)中得到了廣泛的應用。對于分期建設的電力工程項目，常常出現(xiàn)多支路SVC裝置在同段母線上并列運行的情況。不同調節(jié)模型的SVC裝置在沒有協(xié)調控制的情況下并列運行，存在著閉環(huán)調節(jié)相互耦合弓I起振蕩的隱患，給系統(tǒng)造成潛在的安全威脅。目前，解決上述問題的常用方法是使用單臺大容量的補償設備進行補償，但這樣不僅會提高補償設備的成本，還會降低補償設備運行的可靠性，因而并不是一種最佳的選擇。因此，研究一種適用于多支路SVC并列運行的協(xié)調控制方法，對于消除電網(wǎng)中的無功振蕩，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進SVC在電力系統(tǒng)中的推廣應用具有十分重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種多支路SVC協(xié)調控制方法，以避免系統(tǒng)諧波振蕩，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明所述問題是由以下技術方案實現(xiàn)的
一種多支路SVC協(xié)調控制方法，所述方法首先依據(jù)電網(wǎng)對無功的需求、供電系統(tǒng)SVC控制支路數(shù)量、補償器容量、各SVC控制支路分布距離及各支路是否正常運行，以等網(wǎng)損微增率準則進行判斷并在單一支路補償、同比例協(xié)調補償或隨機補償中選擇一種作為補償控制方案，明確無功控制數(shù)值；然后，在供電系統(tǒng)SVC控制支路中選定一條SVC控制支路作為主控制單元，由主控制單元采集系統(tǒng)電壓、電流信號，與無功控制目標相比較，得出系統(tǒng)所需無功功率數(shù)值，并根據(jù)各SVC支路的補償器容量，生成補償方案，最后主控制單元將控制指令下發(fā)至各支路的從控制單元，并與各支路從控制單元共同執(zhí)行補償協(xié)調控制指令。上述多支路SVC協(xié)調控制方法，所述補償方案為以下三種
a.單一支路補償當系統(tǒng)所需補償器容量小于或等于其中某一支路的補償器容量時，由主控制單元直接向此支路下發(fā)補償協(xié)調控制指令，進行補償，其它控制單元不參于補償；
b.同比例協(xié)調補償各支路補償比例K=…^？——^ X100%，其中，為系
統(tǒng)所需要無功功率容量，a、a、Qi…·&分別為同段母線上Ν條支路的補償器容量；
c.隨機補償由總補償器容量大于或等于系統(tǒng)所需要無功功率容量的部分支路共同補償，其它支路退出。上述多支路SVC協(xié)調控制方法，為了提高補償系統(tǒng)的可靠性，在選定主控制單元的同時，還要選定次優(yōu)先級控制單元，當主控制單元發(fā)生異常時，由次優(yōu)先級控制單元代替主控制單元對正常工作的各支路SVC進行協(xié)調控制。上述多支路SVC協(xié)調控制方法，主控制單元應在補償過程中判斷執(zhí)行協(xié)調補償指令的各從控制單元是否正常運行，當從控制單元發(fā)生異常時，主控制單元重新生成補償方案。上述多支路SVC協(xié)調控制方法，各控制單元之間通過光纖環(huán)網(wǎng)進行通訊。上述多支路SVC協(xié)調控制方法，主控制單元和次優(yōu)先級控制單元根據(jù)各控制單元地址碼的大小順序選定，地址碼最小的單元為主控制單元，地址碼第二小的單元為次優(yōu)先級控制單元。本發(fā)明可根據(jù)電網(wǎng)對無功的需求及各SVC支路的分布情況和工作狀態(tài)，制定適應系統(tǒng)運行的控制方案，具有很強的協(xié)調可控性和實用性，所述方法不僅從根本上避免了多路SVC無功補償裝置并列運行存在的無功諧波振蕩，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且還有效降低了無功補償設備諧波損耗，特別適用于分期建設的電力供電系統(tǒng)。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是控制系統(tǒng)的電原理圖； 圖2是協(xié)調控制流程框圖3是主從控制單元更迭流程框圖。圖中各標號為T、升壓變壓器；Ul Uru控制單元；FCl FCru濾波支路；TCRl TCfoi、晶閘管相控電抗器支路；CFl CFn、觸發(fā)電路；CJll CJnl、CJ12 CJn2、接觸器， 冊、光纖環(huán)網(wǎng)。
具體實施例方式本發(fā)明的主控制單元采集系統(tǒng)電壓、電流信號，與控制目標相比較得出系統(tǒng)所需無功功率，根據(jù)SVC支路的補償器容量，生成補償方案后將指令下發(fā)至各支路的從控制單元，主控制單元與各支路從控制單元共同執(zhí)行協(xié)調補償指令。補償可以以下三種方式進行
1、單一支路補償當系統(tǒng)所需補償器容量小于或等于其中某一支路補償器容量時，由主控制單元直接向此支路下發(fā)補償任務，進行補償。2、同比例協(xié)調補償各支路按系統(tǒng)所需要無功功率容量與支路無功總容量的比例進行協(xié)調補償。3、隨機補償由總補償器容量大于或等于系統(tǒng)所需要無功功率容量的部分支路共同補償，其它支路退出。例如系統(tǒng)所需無功為lOMvar，而SVC支路1有5Mvar的容量，支路2有SMvar的容量，先由支路1補償5Mvar，再由支路2補償5Mvar，后續(xù)支路不執(zhí)行補償任務。在此過程中，一旦主控制單元發(fā)生異常，系統(tǒng)技術特點產生變化，次優(yōu)先級控制單元立即轉化為主控制單元，異常單元自動退出運行，進行控制方法的更迭，依據(jù)輸入條件重新制定協(xié)調控制方式，并下發(fā)控制指令。從控制單元發(fā)生異常，主控制單元重新生成補償方案，下發(fā)控制指令，保持系統(tǒng)無功功率補償?shù)姆€(wěn)定性。各支路之間通過光纖進行通訊，安全系數(shù)高，同時回路循環(huán)響應速度可達到納秒級。采用本方法進行協(xié)調控制時，無功補償設備的損耗可降低洲左右，很好的解決了無功補償設備在電力系統(tǒng)應用中的關鍵問題，具有重要意義。協(xié)調控制策略的實現(xiàn)分為以下步驟
51根據(jù)電網(wǎng)條件、SVC支路分布情況及各支路工作狀態(tài)等輸入條件，制定系統(tǒng)特有的協(xié)調控制方式；
52依據(jù)優(yōu)先級原則(每臺裝置設有固定的地址碼，以最小地址碼為最大優(yōu)先級，以此類推)選定主控制單元、次優(yōu)先級控制單元；
S3:主控制單元采集系統(tǒng)電壓、電流信號，與控制目標相比較得出系統(tǒng)所需無功功率， 制定具體的協(xié)調控制方案；
54根據(jù)SVC支路的補償器容量，生成補償方案后將指令下發(fā)至各支路的從控制單元；
55判斷運行各控制單元運行是否正常；
56主控制單元異常，則重新執(zhí)行S2，次優(yōu)先級控制單元做為主控制單元進行控制，進行S3-S4步驟的執(zhí)行；
57從控制單元異常，則重新執(zhí)行S3，由主控制單元制定協(xié)調控制方案，將指令下發(fā)至各支路從控制單元。參見圖1，本發(fā)明中有η條SVC控制支路并列運行，支路1的補償電路包括濾波支路FCl和晶閘管相控電抗器支路TCRl，控制單元為Ul，支路2的補償電路包括濾波支路FC2 和晶閘管相控電抗器支路TCR2，控制單元為U2，…，支路η的補償電路包括濾波支路FCn和晶閘管相控電抗器支路TCfoi，控制單元為Un?？刂茊卧猆l的一個控制信號輸出端通過接觸器CJll控制晶閘管相控電抗器支路TCRl的投切，一個控制信號輸出端通過接觸器CJ12 控制濾波支路FCl的投切，控制單元Ul的另一個控制信號輸出端通過觸發(fā)電路CFl控制晶閘管相控電抗器支路TCRl中的晶閘管的導通角。其它支路的結構與支路1相同。本發(fā)明中Ul-Un使用的是美國TI公司的高性能定點型數(shù)字信號處理器DSP，型號是TMS320F2812。 圖1中的粗虛線表示光纖，多個控制單元由光纖依次連接成環(huán)網(wǎng)控制單元Ul的光纖接口 A12與控制單元U2的光纖接口 Al 1通過光纖相連，控制單元U2的光纖接口 A12與控制單元 U3的光纖接口 All通過光纖相連，控制單元Un的光纖接口 A12與控制單元Ul的光纖接口 All通過光纖相連。主控制單元下發(fā)控制命令給從控制單元，從控制單元執(zhí)行完畢后，將狀態(tài)信息反饋給主控制單元，通過光纖環(huán)網(wǎng)快速穩(wěn)定的信息傳遞，完成主從之間的協(xié)調控制。 補償時，首先確定系統(tǒng)所需無功Qtt數(shù)值，以等網(wǎng)損微增率準則(所謂等網(wǎng)損微增率準則，是指當電力網(wǎng)各補償點的網(wǎng)損微增相等時，全網(wǎng)的無功補償容量具有較好的分布效果)進行判斷并在單一支路補償、同比例協(xié)調補償或隨機補償中選擇一種作為補償控制方案，而后進行下一步操作。協(xié)調補償策略的三種控制計算原則或公式如下
1、單一支路補償支路1補償器容量兌^ Qtt，則支路1投入，其他支路退出。2、隨機補償0^ 彡Qtt，則Ql和Q2共同補償，其他支路退出。
3、同比例協(xié)調補償各支路補償比例K=…。；、-—X100%，則所有支路
參與補償。 本發(fā)明中Ul-Un使用的是美國TI公司的高性能定點型數(shù)字信號處理器DSP，型號是 TMS320F2812。
權利要求
1.一種多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，它首先依據(jù)電網(wǎng)對無功的需求、供電系統(tǒng) SVC控制支路數(shù)量、補償器容量、各SVC控制支路分布距離及各支路是否正常運行，以等網(wǎng)損微增率準則進行判斷并在單一支路補償、同比例協(xié)調補償或隨機補償中選擇一種作為補償控制方案，明確無功控制數(shù)值；然后，在供電系統(tǒng)SVC控制支路中選定一條SVC控制支路作為主控制單元，由主控制單元采集系統(tǒng)電壓、電流信號，與無功控制目標相比較，得出系統(tǒng)所需無功功率數(shù)值，并根據(jù)各SVC支路的補償器容量，生成補償方案，最后主控制單元將控制指令下發(fā)至各支路的從控制單元，并與各支路的從控制單元共同執(zhí)行補償協(xié)調控制指令。
2.根據(jù)權利要求1所述多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，所述補償方案為以下三種a.單一支路補償當系統(tǒng)所需補償器容量小于或等于其中某一支路的補償器容量時，由主控制單元直接向此支路下發(fā)補償協(xié)調控制指令，進行補償，其它控制單元不參于補償；b.同比例協(xié)調補償各支路補償比例K=八，。Cf———X100%，其中，為系統(tǒng)所需要無功功率容量，a、a- Qi……Ci分別為同段母線上ν條支路的補償器容量；C.隨機補償由總補償器容量大于或等于系統(tǒng)所需要無功功率容量的部分支路共同補償，其它支路退出。
3.根據(jù)權利要求1或2所述多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，在選定主控制單元的同時，還要選定次優(yōu)先級控制單元，當主控制單元發(fā)生異常時，由次優(yōu)先級控制單元代替主控制單元對正常工作的各支路SVC進行協(xié)調控制。
4.根據(jù)權利要求3所述多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，主控制單元應在補償過程中判斷執(zhí)行協(xié)調補償指令的各從控制單元是否正常運行，當從控制單元發(fā)生異常時，主控制單元重新生成補償方案。
5.根據(jù)權利要求4所述多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，各控制單元之間通過光纖環(huán)網(wǎng)(冊)進行通訊。
6.根據(jù)權利要求5所述多支路SVC協(xié)調控制方法，其特征是，主控制單元和次優(yōu)先級控制單元根據(jù)各控制單元地址碼的大小順序選定，地址碼最小的單元為主控制單元，地址碼第二小的單元為次優(yōu)先級控制單元。
全文摘要
一種多支路SVC協(xié)調控制方法，它以等網(wǎng)損微增率準則進行判斷并在單一支路補償、同比例協(xié)調補償或隨機補償中選擇一種作為補償控制方案，明確無功控制數(shù)值；然后，在供電系統(tǒng)SVC控制支路中選定一條SVC控制支路作為主控制單元，由主控制單元采集系統(tǒng)電壓、電流信號，與無功控制目標相比較，得出系統(tǒng)所需無功功率數(shù)值，并根據(jù)各SVC支路的補償器容量，生成補償方案，最后主控制單元將控制指令下發(fā)至各支路的從控制單元，并與各支路從控制單元共同執(zhí)行補償協(xié)調控制指令。本發(fā)明避免了多無功諧波振蕩，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了諧波損耗，特別適用于分期建設的電力供電系統(tǒng)。
文檔編號H02J3/01GK102545241SQ20121002521
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權日2012年2月6日
發(fā)明者安麗麗, 崔靜明, 梁海濤, 王聰利, 陳占群 申請人:保定市尤耐特電氣有限公司