[發明專利]自穩定控制模塊的實現方法

在審

• 申請號: 201710798184.4
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107394792A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 周萬坤;高洪興;高遠;劉金松
• 申請（專利權）人: 周萬坤;高洪興;高遠
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本發明涉及一種方法，特別是涉及一種自穩定控制模塊的實現方法。

背景技術

高壓10千伏系統無功補償設備一般安裝在變電站內采用集中補償調節方式，但高壓10千伏饋線支路分散且較長，導致線路末端控制效果差。隨著非線性負載的普遍應用，分布式能源的接入，及用戶負載的不均衡性等因素，致使電網系統的實際瞬時無功始終處在高頻變化中，無法實現全局優化，導致整體電能質量下降。

為解決智能配電網中的電能質量控制問題，國內外也開發了許多提高電網質量的設備，如先進的電壓/無功優化(VVO)，節能降壓(CVR)計劃，峰值需求管理，采用分布式智能微電網和智能配電網。但是這些新技術和分布式電網都是以廣泛的網絡數據采集與監控系統、通信和服務器等硬件設施為前提的。另外智能配電網需要對配電電纜(饋線)，配電變壓器，地方變電站等實行在線實時監測。所有這些都需要大量的設備更新，軟件系統集成。從電力運輸和分配角度來說，輸電線路中還需要安裝傳感器以及一些數字設備，在用戶端用戶還需要安裝智能儀表、智能電表來實時追蹤用電情況，所有這些都需要巨大的一次性投資。

分布式AVC系統：分布式AVC系統采用通過遙測、遙信等實時數據進行在線分析和計算，由此實現分層、分級的復雜的分布式遞階優化控制問題，其依靠精確的數學模型，優化運算量大。隨著分布式系統的擴大，所開發的系統復雜度及運算量會呈幾何級增大。代表性的中國發明專利如：專利號為200610044008（名稱為“分布式實時電壓無功優化控制方法”）的中國發明專利利用SCADA系統組成的上下位機進行控制，但系統依賴于先進的無線通訊系統，不可能實時地進行在線調節。專利號為201510021036.2（名稱為“分布式無功補償系統的無功補償控制方法”）的中國發明專利采用基于總線連接的主從模塊進行無功補償。通過動態構建補償網絡，該系統可以提高系統的可靠性。但本質上仍依賴于通訊系統，對待安裝地區的通訊系統有最低要求。

便攜式VVC裝置：專利號為201310650588.0（名稱為“便攜式無功電壓就地補償裝置”）的中國發明專利提出了一種便攜式無功電壓調節裝置，可以對電網無功功率進行就地補償。但該裝置是一種被動式解決方案，所采用的自耦變壓器不能實現對饋線電壓的精準控制，適合于偏遠地區的粗調，不具有通用性和普遍適用性。

我們在充分了解國內外智能電網改造，研究和分析了各種智能電網的先進技術和適用范圍，結合我國國內電網，尤其是廣大農村電網和邊遠地區電網的實際情況，才產生了現在這個具有成本低、實用性強的智能自主型電網饋線電壓無功優化設備（Autonomous Feeder Voltage and VAR Optimizer (AFVVO)。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種自穩定控制模塊的實現方法，其能夠解決饋線電壓沿饋線逐步降低及動態負載所引起的電壓跌落，還可以配合用戶需求，在最需要的時候，最需要的地點，靈活自主地打開或關閉對任何節點的調控，從而實現電壓無功優化、峰值控制。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種自穩定控制模塊的實現方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，首先根據如下兩個方程式進行積分環節的控制：

其中，Kp和Ki 是PID調節參數，是測量電壓，是設定電壓；是兩者之間的誤差值，是控制電壓；

步驟二，根據自穩定非線性曲線圖進行計算；

步驟三，設計自穩定控制算法如下式：

代表輸出電壓，代表上次測量電壓，代表延遲時間,e代表數學常數，就是自然對數的底數，近似等于2.718281828，t 代表當前時間，t₀代表上一次采樣時間；

步驟四，電壓設定值遠遠大于測量電壓值，快速積分控制就會優先切入多個子模塊，電壓設定值和實際測量電壓在一定范圍之內，自穩定控制模塊會根據所設計的控制算法平滑地切入或切出子模塊系統。

優選地，所述自穩定控制算法保證各個子設備的開關不會導致整個配電網的電壓調節產生振蕩。

優選地，所所述自穩定控制算法采用分布式控制系統。

優選地，所述分布式控制系統是一種模塊化的設計，設備內部有多個子系統，采用智能子系統管理算法可以智能打開或關閉某個子系統。