一种串联补偿设备的输出电压控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种串联补偿设备的输出电压控制装置，针对电力系统中串联补偿设备的输出电压有特定电压运行范围的要求，确保串联补偿设备的稳定、安全和可靠工作，提出了一种输出电压的控制装置。该控制装置输入第一视在功率指令及设备的输出电压测量值，输出第三视在功率指令做为设备主控制器的输入，从而调节串联补偿设备输出电压稳定。该控制装置独立于主控制器，不会对主控制器的控制精度和控制性能产生影响。

【技术实现步骤摘要】
一种串联补偿设备的输出电压控制装置
本专利技术属于柔性交流输电领域，特别涉及一种串联补偿设备的输出电压控制装置。
技术介绍
柔性交流输电系统FACTS的设备可分为串联补偿设备、并联补偿设备和综合控制设备。其中，串联补偿设备及综合控制设备因一端需串联接入电网，线路故障时的故障电流对设备考验较为严苛，一般均会配置快速旁路设备，如晶闸管旁路开关、火花间隙等等。串联补偿设备和综合控制设备中，静止同步串联补偿器SSSC、统一潮流控制器UPFC、线间潮流控制器IPFC和可转换静止补偿器CSC都是可以提高系统输电能力和调控能力的柔性输电设备；还有一种统一电能质量调节器UPQC，可以改善线路的电能质量。目前这些串联补偿设备或者综合控制设备的快速旁路装置均为晶闸管旁路开关。晶闸管旁路开关在正常运行时需要一定的工作电压作为取能电压，否则在故障瞬间会因取能不成功而无法快速动作，严重危害设备的安全。已有工程均是对固定位置即串联补偿设备中变换器的输出端的快速旁路开关取能电压进行控制，当快速旁路开关接入的位置改变或者同时接入多台装置时，则需要重新设计控制器。此外，除了快速旁路设备，其他组成部件也可能存在工作电压范围的需求。多个控制器的加入，将对串联补偿设备的控制精度和动态性能都产生影响，不能做到独立解耦设计。因此，需要一种统一结构、简单灵活、不影响原有性能的输出电压控制装置，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种串联补偿设备的输出电压控制装置，解决输出电压控制器与主控制器的控制目标耦合、参数相互影响问题，其结构简单、实现灵活且不影响设备原有性能。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述串联补偿设备的输出电压控制装置输入第一视在功率指令和串联补偿设备输出电压测量值、输出第三视在功率指令。其中，串联补偿设备输出电压测量值以下也简称输出电压测量值。所述第一视在功率指令为运行人员或调度中心下发的线路视在功率指令，所述第三视在功率指令为主控制器的线路视在功率参考值；所述装置包括：比较单元、调节单元、分配单元和加法单元；其中，比较单元，输入串联补偿设备输出电压测量值，输出使能调节单元第一输出、使能调节单元第二输出和允许闭锁调节单元输出三个信号；调节单元，输入串联补偿设备输出电压测量值和比较单元输出信号，输出调节单元输出值；分配单元，输入调节单元输出值，输出第二视在功率指令；加法单元，输入第一视在功率指令和第二视在功率指令，由第一视在功率指令与所述第二视在功率指令相加得到第三视在功率指令并输出。进一步地，所述比较单元包括比较器，并设置有输出电压上阈值和输出电压下阈值；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值小于输出电压下阈值时，使能调节单元第一输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值大于输出电压上阈值时，使能调节单元第二输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值在输出电压下阈值和上阈值之间时，允许闭锁调节单元输出。进一步地，所述调节单元包括第一比例积分调节器和第二比例积分调节器，并设置有输出电压上限值和输出电压下限值；输出电压下限值与串联补偿设备输出电压测量值的差值经过第一比例积分调节器得到第一输出值，输出电压上限值与串联补偿设备输出电压测量值的差值经过第二比例积分调节器得到第二输出值；当允许闭锁调节单元输出且第一输出值的幅值降至零后,闭锁第一积分调节器输出和调节单元的第一输出；当允许闭锁调节单元输出且第二输出值的幅值降至零后，闭锁第二积分调节器输出和调节单元的第二输出；调节单元的第一输出与第二输出相加得到调节单元输出值。进一步地，所述分配单元设置有功功率分配系数和无功功率分配系数；调节单元输出值分别乘以有功功率分配系数和无功功率分配系数得到第二视在功率指令的有功功率指令和无功功率指令。进一步地，当装置内部的组成部件也存在运行电压范围需求时，每个上述组成部件的电压均配置独立的比较单元、调节单元和分配单元；第二视在功率指令由所有分配单元的输出相加产生。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分考虑到统一潮流控制器，可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器和统一电能质量调节器等串联补偿设备中输出电压有特定电压运行范围的要求，上述输出电压控制装置将控制目标输出电压转变为功率偏差量、仅去调整主控制器的输入指令值，从而输出电压控制器与主控制器做到了解耦控制，各自控制参数的设计与调试均不会相互影响。当加入多个运行电压控制时，各个运行电压的控制器也彼此解耦、控制参数均可独立设计。因此，本案的控制装置不会影响主控制器原有控制精度和动态性能，且实现方式结构统一、简单灵活，大大简化了串联补偿设备的输出电压控制器的设计和调试工作。附图说明图1是本专利技术输出电压控制装置的示意图；图2是本专利技术输出电压控制装置各组成单元的一种具体实现示意图；图3是本专利技术多个电压控制器的实现示意图；图4是本专利技术应用在静止同步串联补偿器的一种方式示意图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供了一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述串联补偿设备的输出电压控制装置输入第一视在功率指令和串联补偿设备输出电压测量值、输出第三视在功率指令。其中，串联补偿设备输出电压测量值以下也简称输出电压测量值。所述第一视在功率指令为运行人员或调度中心下发的线路视在功率指令，所述第三视在功率指令为主控制器的线路视在功率参考值；所述装置包括：比较单元、调节单元、分配单元和加法单元；其中，比较单元，输入串联补偿设备输出电压测量值，输出使能调节单元第一输出、使能调节单元第二输出和允许闭锁调节单元输出三个信号；调节单元，输入串联补偿设备输出电压测量值和比较单元输出信号，输出调节单元输出值；分配单元，输入调节单元输出值，输出第二视在功率指令；加法单元，输入第一视在功率指令和第二视在功率指令，由第一视在功率指令与所述第二视在功率指令相加得到第三视在功率指令并输出。如图1所示,为本专利技术输出电压控制装置的示意图。由于串联补偿设备是通过改变串入输电线路的电压来调节线路的潮流，即输出电压的大小与线路功率的改变量成正比关系，同时输出电压的控制速度要求相对主控制器来说很慢，从而输出电压控制器的输出可以作为线路功率指令的调整量输入主控制器来实现输出电压控制器与主控制器的解耦设计。前述的一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述比较单元包括比较器，并设置有输出电压上阈值和输出电压下阈值；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值小于输出电压下阈值时，使能调节单元第一输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值大于输出电压上阈值时，使能调节单元第二输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值在输出电压下阈值和上阈值之间时，允许闭锁调节单元输出。前述的一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述调节单元包括第一比例积分调节器和第二比例积分调节器，并设置有输出电压上限值和输出电压下限值；输出电压下限值与串联补偿设备输出电压测量值的差值经过第一比例积分调节器得到第一输出值，输出电压上限值与串联补偿设备输出电压测量值的差值经过第二比例积分调节器得到第二输出值；当允许闭锁调节单元输出且第一输出值的幅值降至零后,闭锁第一积分调节器输出和调节单元的第一输出；当允许闭锁调节单元输出且第二输出值的幅值降至零后，闭锁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述串联补偿设备的输出电压控制装置输入第一视在功率指令和串联补偿设备输出电压测量值、输出第三视在功率指令，所述第一视在功率指令为运行人员或调度中心下发的线路视在功率指令，所述第三视在功率指令为主控制器的线路视在功率参考值；其特征在于，所述装置包括：比较单元、调节单元、分配单元和加法单元；其中，比较单元，输入串联补偿设备输出电压测量值，输出使能调节单元第一输出、使能调节单元第二输出和允许闭锁调节单元输出三个信号；调节单元，输入串联补偿设备输出电压测量值和比较单元输出信号，输出调节单元输出值；分配单元，输入调节单元输出值，输出第二视在功率指令；加法单元，输入第一视在功率指令和第二视在功率指令，由第一视在功率指令与所述第二视在功率指令相加得到第三视在功率指令并输出。

【技术特征摘要】
1.一种串联补偿设备的输出电压控制装置，所述串联补偿设备的输出电压控制装置输入第一视在功率指令和串联补偿设备输出电压测量值、输出第三视在功率指令，所述第一视在功率指令为运行人员或调度中心下发的线路视在功率指令，所述第三视在功率指令为主控制器的线路视在功率参考值；其特征在于，所述装置包括：比较单元、调节单元、分配单元和加法单元；其中，比较单元，输入串联补偿设备输出电压测量值，输出使能调节单元第一输出、使能调节单元第二输出和允许闭锁调节单元输出三个信号；调节单元，输入串联补偿设备输出电压测量值和比较单元输出信号，输出调节单元输出值；分配单元，输入调节单元输出值，输出第二视在功率指令；加法单元，输入第一视在功率指令和第二视在功率指令，由第一视在功率指令与所述第二视在功率指令相加得到第三视在功率指令并输出。2.如权利要求1所述的一种串联补偿设备的输出电压控制装置，其特征在于：所述比较单元包括比较器，并设置有输出电压上阈值和输出电压下阈值；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值小于输出电压下阈值时，使能调节单元第一输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值大于输出电压上阈值时，使能调节单元第二输出；当串联补偿设备输出电压测量值的幅值在输出电压下阈值和上阈值之...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如海，卢宇，董云龙，潘磊，邱德锋，鲁江，张宝顺，姜崇学，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32