基于SVG动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法技术

技术编号:14360962 阅读:383 留言:0更新日期:2017-01-09 04:11
本发明专利技术提供一种基于SVG的动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法,所述控制方法包括:采集电网三相电流;将其变换成有功电流实际值和无功电流实际值;分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,然后取反得到抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量;在抑制电网低频振荡的有功电流分量中加入有功电流给定值,以得到总有功电流给定值,以及在抑制电网低频振荡的无功电流分量中加入无功电流给定值,以得到总无功电流给定值;分别对总有功电流给定值和总无功电流给定值进行闭环控制,以得到抑制电网低频振荡的补偿电流,从而抑制电网的低频振荡。本发明专利技术所述控制方法能动态、有效地抑制电网的低频振荡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网无功功率补偿
,具体涉及一种基于SVG(StaticVarGenerator,静止无功发生器)的动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法。
技术介绍
我国地域辽阔,能源和负荷分布却很不均匀,因而形成大容量发电机组、高功率输电线路和重负荷是必然的。目前,我国大力发展各种高电压长距离输电工程,输电线路的电压等级越来高,这样虽然能够有效地解决传输功率不足的问题,但是从电网本身的结构来看,弱联系、长距离和重负荷会使电力系统的阻尼变弱,当某区域发生扰动后,电力系统会产低频振荡,若此时电力系统的阻尼不足或阻尼为负时,则该低频振荡将会持续很长时间才能平息,甚至可能会产生增幅,从而进一步导致风力发电电机失步解列(即电机频率与电网频率不一致),严重影响风力发电系统的稳定运行。为解决电网的低频振荡问题,目前主要采用如下几种抑制电网低频振荡的装置:电力系统稳定器(PSS)、静止无功补偿器(SVC)和储能系统。但是,上述抑制装置均未采用全控型功率器件,因而对输电系统中的低频振荡的抑制效果非常有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷,提供一种基于SVG并能动态、有效地抑制电网的低频振荡的给定前馈控制方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是:本专利技术提供一种基于SVG动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电流;2)将所述电网三相电流变换成有功电流实际值和无功电流实际值;3)分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,然后取反得到抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量;4)在所述抑制电网低频振荡的有功电流分量中加入有功电流给定值,以得到总有功电流给定值,以及在所述抑制电网低频振荡的无功电流分量中加入无功电流给定值,以得到总无功电流给定值;5)分别对所述总有功电流给定值和所述总无功电流给定值进行闭环控制,以得到抑制电网低频振荡的补偿电流,从而抑制电网的低频振荡。优选地,在所述步骤1)中,采用SVG内置的电流传感器实现电网三相电流的采集。优选地,所述步骤2)具体为:使三相静止坐标系下的所述电网三相电流通过abc/dq坐标变换,得到两相旋转坐标系下的所述有功电流实际值和无功电流实际值。优选地,在所述步骤3)中,采用模态滤波器分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,所述模态滤波器包括依次连接的低通滤波器和带通滤波器。优选地,在所述步骤3)中,所述带通滤波器以其输入信号的低频振荡频率为中心频率。优选地,在所述步骤3)中,所述抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量的频率范围为0.1~2.5Hz。优选地,所述步骤5)具体为:51)对所述总有功电流给定值和所述有功电流实际值做差,形成对应的偏差值,对该偏差值进行比例积分控制,以得到与所述总有功电流给定值对应的控制量,以及,对所述总无功电流给定值和所述无功电流实际值做差,形成对应的偏差值,对该偏差值进行比例积分控制,以得到与所述总无功电流给定值对应的控制量;52)将与所述总有功电流给定值对应的控制量和与所述总无功电流给定值对应的控制量变换成抑制电网低频振荡的控制量;53)对所述抑制电网低频振荡的控制量进行脉冲宽度调制,以生成相应的驱动信号,并对SVG中的可关断电力电子器件进行控制,以产生抑制电网低频振荡的补偿电流,从而抑制电网的低频振荡。优选地,所述步骤52)具体为:使两相旋转坐标系下的与所述总有功电流给定值对应的控制量和与所述总无功电流给定值对应的控制量通过dq/abc坐标变换,得到三相静止坐标系下的所述抑制电网低频振荡的控制量。优选地,所述控制方法采用DSP实现。有益效果:本专利技术所述动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法在现有SVG双环(电流内环+直流电压外环/无功功率外环)解耦PI控制策略的电流环中加入给定前馈等效阻尼控制策略,具体地,在抑制电网低频振荡的有功电流分量id_ref中加入有功电流给定值Id_ref(属于现有SVG双环解耦PI控制策略中的已知参数),以得到总有功电流给定值,以及在抑制电网低频振荡的无功电流分量iq_ref中加入无功电流给定值Iq_ref(属于现有SVG双环解耦PI控制策略中的已知参数),以得到总无功电流给定值,分别对总有功电流给定值和总无功电流给定值进行闭环控制,以得到抑制电网低频振荡的补偿电流,从而在现有SVG控制策略的基础上有效地补偿(抑制)了电网中的低频振荡。可见,本专利技术在现有SVG双环解耦PI控制策略的基础上增加了在线动态抑制电网低频振荡的控制算法,且现有SVG采用全控型功率器件,因而可以有效地为风力发电场提供正阻尼,有效地改善风力发电系统的稳定性。此外,本专利技术具有简单、易于实现、成本低的优点,相比于现有其它抑制电网低频振荡的控制策略,可以使SVG根据实时的抑制电网低频振荡的补偿电流快速地输出更加精确的有功功率和无功功率,从而能有效解决电网中的低频振荡问题。附图说明图1为本专利技术实施例所述基于SVG的动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法的流程图;图2为本专利技术实施例所述模态滤波器的结构示意图;图3为图1中步骤S500的子流程图;图4为本专利技术实施例所述基于SVG的动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法的应用示意图;图5为强阻尼系统下应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的电网功率波动图形;图6为弱阻尼系统下应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的电网功率波动图形;图7为负阻尼系统下应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的电网功率波动图形。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案,下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。采用全控型功率器件(IGBT)的SVG以其灵活的控制性能和快速的动态特性,受到了用户的青睐,SVG(StaticVarGenerator,静止无功发生器)是一种并联的、能进行无功补偿的全控型交流输配电装置,可在容性和感性范围内进行调节,响应速度快,本专利技术应用其抑制电网的低频振荡具有更好的阻尼效果,从而为风力发电场提供正阻尼,有效地改善了风力发电系统的稳定性。本专利技术采用的控制策略包括:对抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量的滤波筛选,模态滤波器的设计实现,给定前馈等效阻尼控制策略的设计,以及基于SVG抑制电网低频振荡的整体控制方案,下面通过具体实施例对本专利技术进行详细描述。实施例:如图1所示,本实施例提供一种基于SVG的在线动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法,其包括如下步骤:S100.采集电网三相电流ia,ib,ic。优选地,采用SVG内置的电流传感器实现电网三相电流ia,ib,ic的采集。S200.将电网三相电流ia,ib,ic变换成有功电流实际值id和无功电流实际值iq。优选地,步骤S200具体为:使三相静止坐标系下的电网三相电流ia,ib,ic通过abc/dq坐标变换,得到两相旋转坐标系下的有功电流实际值id和无功电流实际值iq。具体地,对电网三相电流ia,ib,ic进行三相-两相(3s/2r)坐标变换,即在三相静止坐标系abc和两相旋转坐标系dq之间进行变换,从而得到有功电流实际本文档来自技高网...
基于SVG动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法

【技术保护点】
一种基于SVG动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电流;2)将所述电网三相电流变换成有功电流实际值和无功电流实际值;3)分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,然后取反得到抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量;4)在所述抑制电网低频振荡的有功电流分量中加入有功电流给定值,以得到总有功电流给定值,以及在所述抑制电网低频振荡的无功电流分量中加入无功电流给定值,以得到总无功电流给定值;5)分别对所述总有功电流给定值和所述总无功电流给定值进行闭环控制,以得到抑制电网低频振荡的补偿电流,从而抑制电网的低频振荡。

【技术特征摘要】
1.一种基于SVG动态抑制电网低频振荡的给定前馈控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电流;2)将所述电网三相电流变换成有功电流实际值和无功电流实际值;3)分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,然后取反得到抑制电网低频振荡的有功电流分量和无功电流分量;4)在所述抑制电网低频振荡的有功电流分量中加入有功电流给定值,以得到总有功电流给定值,以及在所述抑制电网低频振荡的无功电流分量中加入无功电流给定值,以得到总无功电流给定值;5)分别对所述总有功电流给定值和所述总无功电流给定值进行闭环控制,以得到抑制电网低频振荡的补偿电流,从而抑制电网的低频振荡。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤1)中,采用SVG内置的电流传感器实现电网三相电流的采集。3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述步骤2)具体为:使三相静止坐标系下的所述电网三相电流通过abc/dq坐标变换,得到两相旋转坐标系下的所述有功电流实际值和无功电流实际值。4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,采用模态滤波器分别对所述有功电流实际值和无功电流实际值进行滤波处理,所述模态滤波器包括依次连接的低通滤波
\t器和带通滤波器。5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝翔刘伟增薄志刚黎小林许树楷陈名
申请(专利权)人:特变电工新疆新能源股份有限公司特变电工西安柔性输配电有限公司南方电网科学研究院有限责任公司
类型:发明
国别省市:新疆;65

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