[發明專利]電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法

有效

• 申請號: 201711275753.3
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108092274B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 許其品;王慶;楊銘;邵宜祥;袁亞洲;楊鵬程;劉麗麗;鄧小君;徐蓉
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國家電網公司;國網江蘇省電力有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松;董建林

本發明公開了一種電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法，在電壓閉環上疊加可投退的無功功率閉環；當系統電壓超出設定的穩態范圍時，只有電壓閉環起作用；當系統電壓處于設定的穩態范圍時，調相機無功功率不處于預設的范圍內，無功功率閉環將投入，將無功功率控制到設定值；無功功率控制到設定值且穩定后將無功功率閉環退出，同時對電壓閉環給定值進行修正，將當前穩態情況下的機端電壓實際值作為電壓閉環給定值。既保證調相機有足夠的暫態調節裕度，而且使得調相機具有良好的暫態響應特性，最大限度發揮調相機對交流電壓的支撐作用。

技術領域

本發明涉及一種電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法，屬于電機勵磁控制技術領域。

背景技術

目前，同步電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直流電流，建立勵磁磁場。相應地將供給勵磁電流的整個裝置稱為勵磁系統。勵磁調節器則是根據控制要求的輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元輸出的裝置。勵磁系統是調相機功能實現的核心，對提高電力系統暫態穩定性具有重大作用。

調相機勵磁系統要求不同于常規發電機，其具有更高的強勵能力(不低于2倍)、更高的電壓響應靈敏度、更快的無功調節速度和幅度等要求。調相機運行工況和在系統故障情況下的動態特性要求均與常規發電機不同。

普通發電機的勵磁控制主要是電壓控制，電力系統正常運行時，負荷總是波動的，同步發電機的功率也就相應變化，隨著負荷的波動，需要對勵磁電流進行調節以維持機端或系統中某一點的電壓在給定水平。而同步調相機在正常穩態運行時，有必要將無功功率控制在某一設定值附近，以提高暫態情況下調相機可能的無功出力，最大限度發揮調相機對交流電壓的支撐作用。

所以，在控制機端電壓的基礎上，還要求調相機能夠對無功功率進行控制，主要實現暫態情況下控制機端電壓，穩態情況下控制無功功率，但還要考慮到兩者調節時的相互影響，故提出了一種電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法。

針對現有調相機控制不足，本發明提供一種電壓和無功功率雙閉環控制的調相機勵磁系統控制方法，可應用于調相機勵磁系統中，通過投退無功環并配置其控制環節參數，既保證暫態變化情況下調相機留有足夠的無功功率調節能力，也可以滿足快速響應電壓變化的需求。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種調相機勵磁系統控制模型，第一選擇器、限幅器、第一比較器、第一PID運算模塊依次連接，第二比較器、第二PID運算模塊依次連接，所述第一PID運算模塊，第二PID運算模塊的輸出端分別與第二選擇器相連接。

作為優選方案，所述第一選擇器輸入U_ref和U，當EnQ由1變為0時選擇輸出U；所述限幅器的限幅范圍為U_refmin和U_refmax之間；所述第一比較器將U_ref和U相減；所述第一PID運算模塊將輸入的ΔU分別進行比例、積分和微分運算再將各結果求和；所述第二比較器將Q_ref和Q_G相減；所述第二PID運算模塊將輸入的ΔQ分別進行比例、積分和微分運算再將各結果求和；所述第二選擇器輸入Q_out和U_out，當EnQ由0變為1時選擇輸出Q_out。

作為優選方案，所述第一PID運算模塊中K_P、K_I、K_D為電壓主環控制PID參數，1/s表示PID控制中的積分環節，s表示PID控制中的微分環節。