[實用新型]一種非線性增益的SVC控制器

有效

• 申請號: 201320563436.2
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN203406615U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 謝歡;吳濤;曹天植;金海峰;李善穎;劉海濤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網冀北電力有限公司;華北電力科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本實用新型涉及電力控制技術，具體的講是一種非線性增益的SVC控制器。

背景技術

作為提高電壓質量、降低系統網損和提高系統電壓穩定水平的重要手段，SVC無功補償技術經過數十年的發展已逐步應用于輸電系統。目前，隨著大規模風電并網的發展，風電場并網點常常位于系統較為薄弱的偏遠地區，接入點的網絡短路容量隨運行方式的不同變化范圍很大，因此風電場動態無功控制相對于傳統火電廠更加困難。

當SVC控制器應用于網絡短路容量變化范圍很大的場合，電壓調節器的增益是在最弱的網絡狀態或是在最嚴重的預想事故情況下進行優化的，以確保在這種運行方式下能獲得快速、穩定的響應。若此增益保持恒定，即使網絡處在正常的結構并具有大得多的短路容量，響應也會相當慢。但從電網運行角度考慮，總是希望SVC能夠在網絡結構的所有變化范圍內，具有快速的響應特性。

如圖1所示，為現有技術中SVC控制器采用的控制策略，現有技術的SVC控制器采用PID方式的恒電壓方式，其具體實現框圖如圖1所示。

設采樣得到的反饋電壓值為U_real，目標電壓值為U_goal，其計算方法為U_real=K*I_TCR+U_set，電路達到穩態時，目標電壓=反饋電壓。

其中，U_set：模式選擇參數里面設定的目標電壓值；

I_TCR：電抗起本體電流；

K：電壓控制斜率。

圖1所示的系統的總的傳遞函數為：

G(s)=KP(1+1TIs+TDs)]]>

其中，K_P為比例增益系數；T_I為積分時間常數；T_D為微分時間常數。

由于SVC在強系統中的適度響應會隨著系統強度的減弱而變快，如果調節器的參數是基于強系統來優化的，當上述控制器中比例增益K_P，積分增益K_i和微分增益K_D均采用常數時，那么當系統變弱時，SVC的響應就會變的不穩定。這意味著在系統強度的變化范圍內為了保證響應的穩定性，SVC調節器的增益應當相對于最弱的系統狀態來優化。但如果調節器的參數基于最弱的系統狀態來優化，SVC在適度強弱系統狀態下的動態響應時間指標又可能難以滿足標準的要求。

現有技術中，還通過手動操作進行增益切換這種方法預先確定對應不同系統運行方式的最優調節器增益，操作人員根據斷路器的狀態信號判斷系統的運行方式，然后手動切換調節器的增益。這樣，對于較強的系統可以采用較高的增益以得到快速的響應；而對于較弱的系統可采用較低的增益以滿足系統的穩定性。

手動選擇增益無法跟上系統網絡狀況的變化，當網絡發生大的突變時，這種手動切換過程可能會引起控制失穩。即使上述切換過程能夠自動進行，確定眾多網絡運行方式下的最優增益也不一定總是可行的。

實用新型內容

本實用新型提供了一種非線性增益的SVC控制器根據電壓輸入偏差的大小動態變化。

一種非線性增益的SVC控制器，包括：輸入裝置，增益選擇裝置以及PID控制器，所述輸入裝置通過所述增益選擇裝置與所述PID控制器相連接；其中，所述輸入裝置接收輸入的SVC控制器的母線電壓和參考電壓，所述增益選擇裝置根據所述SVC控制器的母線電壓和參考電壓的差值確定增益參數，所述PID控制器裝置根據確定的增益參數生成電壓增益調節信號。

優選的，本實用新型實施例中的增益選擇裝置為現場可編程門陣列。

優選的，本實用新型實施例中的增益選擇裝置包括：

比較模塊，用于比較所述母線電壓和預設的參考電壓確定電壓偏差值；