一種鏈?zhǔn)絪vg控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)鏈?zhǔn)絊VG的逆變電路進(jìn)行準(zhǔn)確控制的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，基于大功率電力電子器件的靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)是增強(qiáng)輸配電系統(tǒng)的可控性和靈活性、提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的有效手段。靜止無功補(bǔ)償裝置在運(yùn)行范圍、可控性和響應(yīng)速度等方面比傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，能有效地提高電力系統(tǒng)的傳輸容量并提高其靜態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定性。靜止無功發(fā)生器SVG是重要的靜止無功補(bǔ)償裝置，在電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償、提高電力系統(tǒng)的電壓量和電壓穩(wěn)定性等方面有著重要的作用。目前，隨著大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)常常位于系統(tǒng)較為薄弱的偏遠(yuǎn)地區(qū)，接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)短路容量隨運(yùn)行方式的不同變化范圍很大，因此風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無功控制相對(duì)于傳統(tǒng)火電廠更加困難。最近十余年國內(nèi)外發(fā)生的大得電事故大多與電壓穩(wěn)定有著密切聯(lián)系，電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償和電壓穩(wěn)定性問題王得到越來越廣泛的重視。
[0003]SVG (Static Var Generator)稱為“靜止無功發(fā)生器”，是一種并聯(lián)型無功補(bǔ)償裝置，它基于瞬時(shí)無功功率的概念和補(bǔ)償原理，采用全控型開關(guān)器件，輔之以小容量儲(chǔ)能元件所構(gòu)成。SVG不需要大容量的電抗器、電容器等儲(chǔ)能元件，大大縮小了裝置的體積和成本；調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行范圍寬，通過不同的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷的連續(xù)調(diào)節(jié)；
[0004]當(dāng)SVG控制器應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)短路容量變化范圍很大的場(chǎng)合，電壓調(diào)節(jié)器的增益是在最弱的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或是在最嚴(yán)重的預(yù)想事故情況下進(jìn)行優(yōu)化的，以確保在這種運(yùn)行方式下能獲得快速、穩(wěn)定的響應(yīng)。若此增益保持恒定，即使網(wǎng)絡(luò)處在正常的結(jié)構(gòu)并具有大得多的短路容量，響應(yīng)也會(huì)相當(dāng)慢。但從電網(wǎng)運(yùn)行角度考慮，總是希望SVG能夠在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的所有變化范圍內(nèi)，具有快速的響應(yīng)特性。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中SVG控制器采用的控制策略，SVG控制器采用PID方式的恒電壓方式，由于SVG在強(qiáng)系統(tǒng)中的適度響應(yīng)會(huì)隨著系統(tǒng)強(qiáng)度的減弱而變快，如果調(diào)節(jié)器的參數(shù)是基于強(qiáng)系統(tǒng)來優(yōu)化的，當(dāng)上述控制器中比例增益KP，積分增益Ki和微分增益Kd均采用常數(shù)時(shí)，那么當(dāng)系統(tǒng)變?nèi)鯐r(shí)，SVC的響應(yīng)就會(huì)變的不穩(wěn)定。這意味著在系統(tǒng)強(qiáng)度的變化范圍內(nèi)為了保證響應(yīng)的穩(wěn)定性，SVG調(diào)節(jié)器的增益應(yīng)當(dāng)相對(duì)于最弱的系統(tǒng)狀態(tài)來優(yōu)化。但如果調(diào)節(jié)器的參數(shù)基于最弱的系統(tǒng)狀態(tài)來優(yōu)化，SVG在適度強(qiáng)弱系統(tǒng)狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)又可能難以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，還通過手動(dòng)操作進(jìn)行增益切換這種方法預(yù)先確定對(duì)應(yīng)不同系統(tǒng)運(yùn)行方式的最優(yōu)調(diào)節(jié)器增益，操作人員根據(jù)斷路器的狀態(tài)信號(hào)判斷系統(tǒng)的運(yùn)行方式，然后手動(dòng)切換調(diào)節(jié)器的增益。這樣，對(duì)于較強(qiáng)的系統(tǒng)可以采用較高的增益以得到快速的響應(yīng)；而對(duì)于較弱的系統(tǒng)可采用較低的增益以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0007]手動(dòng)選擇增益無法跟上系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀況的變化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生大的突變時(shí)，這種手動(dòng)切換過程可能會(huì)引起控制失穩(wěn)。即使上述切換過程能夠自動(dòng)進(jìn)行，確定眾多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式下的最優(yōu)增益也不一定總是可行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用方便的鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，通過該硬件結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變電路準(zhǔn)確控制，對(duì)于大信號(hào)提供較高的增益系數(shù)，對(duì)于小信號(hào)提供低增益，且響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證整個(gè)電網(wǎng)的高效運(yùn)行。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該裝置采用全控型變流裝置，包括采集電壓、電流信號(hào)的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器，所述的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器依次順序相連接，所述的采集模塊為電流互感器、電壓互感器；所述的濾波器為阻容濾波電路；所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用CPLD芯片，采用的CPLD芯片是Xilinx的XC95108型；所述的增益控制器采用DSP處理器，選擇TMS320C5000系列的低功耗的DSP芯片；所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型三電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)。
[0011]該裝置以電網(wǎng)電壓信號(hào)變化量為控制量，將電網(wǎng)電壓信號(hào)變化量經(jīng)采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器、經(jīng)PID控制得到電壓壓增益調(diào)節(jié)信號(hào)，使SVG收到的電壓增益調(diào)節(jié)信號(hào)輸出指令電流。
[0012]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用方便、科學(xué)實(shí)用等特點(diǎn)，本實(shí)用新型采用全控型變流器件鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)；SVG控制器以PT信號(hào)為同步信號(hào)控制IGBT觸發(fā)時(shí)刻，通過電壓增益調(diào)節(jié)信號(hào)給定SVG輸出指令電流，本實(shí)用新型根據(jù)SVG電力系統(tǒng)的非線性模型調(diào)整控制器的輸出控制信號(hào)，對(duì)逆變電路實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，對(duì)于大信號(hào)提供較高的增益系數(shù)，對(duì)于小信號(hào)提供低增益，且響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證整個(gè)電網(wǎng)的高效運(yùn)行。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2本實(shí)用新型一種SVG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)方法的流程圖。
[0016]圖3本實(shí)用新型實(shí)施例中所采用的電壓增益的實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面參考附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，一種鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，該裝置采用全控型變流裝置，包括采集電壓、電流信號(hào)的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器，所述的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器依次順序相連接，所述的采集模塊為電流互感器、電壓互感器；所述的濾波器為阻容濾波電路；所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用CPLD芯片，采用的CPLD芯片是Xilinx的XC95108型；所述的增益控制器采用DSP處理器，選擇TMS320C5000系列的低功耗的DSP芯片；所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型三電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)。
[0019]采集模塊采集SVG的母線電壓PT信號(hào)和電流CT信號(hào)，將電網(wǎng)電壓信號(hào)輸入濾波器，濾波器輸出信號(hào)再經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行將數(shù)字信號(hào)運(yùn)算處理，所述增益控制器接收數(shù)字信號(hào)處理器的母線電壓信號(hào)和參考電壓確定增益系數(shù)，經(jīng)PID控制確定增益系數(shù)生成SVG調(diào)節(jié)無功信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，一種鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該裝置采用全控型變流裝置，包括采集電壓、電流信號(hào)的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器，所述的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器依次順序相連接，所述的采集模塊為電流互感器、電壓互感器；所述的濾波器為阻容濾波電路；所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用CPLD芯片，采用的CPLD芯片是Xilinx的XC95108型；所述的增益控制器采用DSP處理器，選擇TMS320C5000系列的低功耗的DSP芯片；所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型三電平功率單元并聯(lián)SVG結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種鏈?zhǔn)絊VG控制器的電壓增益調(diào)節(jié)裝置，該裝置采用全控型變流裝置，包括采集電壓、電流信號(hào)的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器，所述的采集模塊、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器依次順序相連接，以電網(wǎng)電壓信號(hào)變化量為控制量，將電網(wǎng)電壓信號(hào)變化量經(jīng)采集模塊、濾波器、相位矯正器、數(shù)字信號(hào)處理器、增益控制器、PID控制器處理得到電壓增益調(diào)節(jié)信號(hào)，使SVG輸出指令電流。本實(shí)用新型根據(jù)SVG電力系統(tǒng)的非線性模型調(diào)整控制器的輸出控制信號(hào)，對(duì)逆變電路實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，對(duì)于大信號(hào)提供較高的增益系數(shù)，對(duì)于小信號(hào)提供低增益，且響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證整個(gè)電網(wǎng)的高效運(yùn)行。
【IPC分類】H02J3-18, H02M7-48
【公開號(hào)】CN204304450
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420846142
【發(fā)明人】任力, 程云祥, 潘曰濤, 季金豹, 延凱, 王森, 任妍, 郭自勇, 孫賢大, 李航, 李海生
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司, 榮信電力電子股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月28日