一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统技术方案

本申请涉及一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，其包括多个并列运行的SVC无功补偿装置（SVC 1、SVC2… SVCn），各SVC无功补偿装置挂接在风电场主变母线上，各SVC无功补偿装置都由SVC一次设备（W1）和控制系统（W2）组成，其中W1挂在35kV侧，W2连在220kV母线侧。所述该系统的应用采用方法首先根据对当前的电网状况和各个并列运行支路SVC无功补偿装置的状态数据采集分析，然后检测协调控制系统是否正常运行，当确认协调控制系统一切正常，制定协调控制方案，分配给各个SVC无功补偿装置无功补偿任务，根据命令SVC无功补偿装置完成各自出力任务，协同完成电网要求。本申请可避免协调控制退出运行后，并列运行装置陷入混乱局面。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种适用于风电场并列运行于同段母线多个SVC装置间的协调配合控制的一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统。
技术介绍
随着清洁能源的快速发展，风电的大规模集中接入对电网提出更高的要求。在恶劣环境或运行约束条件增加的情况下，电网电压、三相不平衡、电流畸变以及功率因数偏低等问题会显得突出，风电场的安全水平会一步步降低。柔性交流控制器件中SVC是电网中应用最广泛、最为成熟的无功和电压控制设备了，能快速补偿无功和维持电网电压。目前SVC控制技术种类众多，运用BK方法解决补偿装置响应过程中存在的时滞问题；运用变调差率实现了补偿装置减小电压控制偏差的效果并提供装置补偿范围；运用广域协调控制技术，实现了各并列节点电压幅值和相位的实时测量，为在线母线电压状况及其变化的监视提供了技术保证。密集型风电场并列运行无功装置间的电压协调控制系统就具有在线相位、电压分析以及在线协调控制辅助决策等应用功能。在风电场电压协调控制器投运后，暂时解决了在线电压协调控制问题，一旦协调控制器退出运行并列运行装置将陷入混乱局面。基于协调控制系统的电压稳定分析功能由于强烈依赖于协调控制器和通信网络，并不一定能保证像预期那样广泛用于电压稳定和控制。因此，研究一种适用于并列运行SVC在协调控制器退出的控制系统显得尤为重要。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种克服风电场电压协调控制器故障和不足，提出一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，避免协调控制退出运行后，并列运行装置陷入混乱局面。本申请的目的是这样实现的：基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，其包括多个并列运行的SVC无功补偿装置（SVC1、SVC2…SVCn），各SVC无功补偿装置挂接在风电场主变母线上，各SVC无功补偿装置都由SVC一次设备（W1）和控制系统（W2）组成，其中W1挂在35kV侧，W2连在220kV母线侧。一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统的应用，包括以下步骤：T1：系统采集当前电网需求状况以及各并列SVC的工作状态信息进行分析；T2：判断各协调控制系统单元是否正常工作、有无通讯故障导致协调控制系统单元退出；T21：协调控制系统单元正常工作，接收当前信息；T22：协调控制系统单元退出，进入电压调差系数整定单元，进行调差系数整定，选择合理的调差系数；T31：协调控制系统单元制定合理的协调控制无功分配方案；T32：根据合理的调差系数得到的各个并列运行SVC无功电流值IQ1、IQ2…IQn，用无功电流IQ的分配比列来决定各SVC的无功出力，制定合理的无功分配方案；T4：触发器电路接收SVC无功控制装置无功分配指令，触发TCR中的晶闸管的导通角使各并列支路发出相应的无功；T5：判断无功补偿是否满足电网的需求。由于实施上述技术方案，一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统,采用的方法首先根据对当前的电网状况和各个并列运行支路SVC无功补偿装置的状态数据采集分析，然后检测协调控制系统是否正常运行，当确认协调控制系统一切正常，制定协调控制方案，分配给各个SVC无功补偿装置无功补偿任务，根据命令SVC无功补偿装置完成各自出力任务，协同完成电网要求。当检测到协调控制系统异常、出现通信故障或退出运行时，并列运行SVC无功补偿装置将陷入混乱状态，风电场的电压稳定问题将面临严峻考验。在此加入调差整定环节，通过改变调差系数就可以改变各并列运行SVC无功补偿装置的无功电流。选择合理的条差系数，再依据无功电流的分配比例便可以实现并列SVC无功补偿装置间的无功合理分配。本申请可避免协调控制退出运行后，并列运行装置陷入混乱局面。附图说明：本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：图1为基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统结构图；图2为附加调差系数整定环节后的SVC定电压控制传递函数模型；图3为控制系统流程框图；图中标号是：T为风电场主变；W1和W2分别为SVC1的一次设备和控制系统；U1、U2…Un为协调控制系统单元；C1、C2…Cn为电压调差系数整定单元；S1、S2…Sn为SVC控制装置；J1、J2…Jn为触发器电路；FC1、FC2…FCn为滤波支路（Filter）；TCR1、TCR2…TCRn为晶闸管相控电抗器支路(ThyristorControlledReactor)。具体实施方式：本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。实施例：基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统包括多个并列运行的SVC无功补偿装置（SVC1、SVC2…SVCn），各SVC无功补偿装置挂接在风电场主变母线上，各SVC无功补偿装置都由SVC一次设备（W1）和控制系统（W2）组成，其中W1挂在35kV侧，W2连在220kV母线侧。以支路SVC1为例SVC一次设备（W1）由滤波支路（FC1）和晶闸管相控电抗器支路（TCR1）构成，控制系统（W2）包括协调控制系统单元（U1）、电压调差系数整定单元（C1）、SVC控制装置（S1）和触发器电路（T1）四部分。其它支路与支路SVC1结构相同。本申请中的U1—Un、S1—Sn、T1—Tn采用中国专利“一种多支路SVC控制方法”（专利号201210025216.4）中专利技术的控制装置。控制系统（W2）采用美国TI公司高性能低功耗的浮点型数字信号处理器DSP，其型号为TMS320F28335。SVC无功补偿装置工作补无功时，应当先确定系统需要的无功容量Q补，即采集当前电网的状况。1、根据控制系统采集的电网侧信息，协调控制系统单元（无故障正常运行）输出指令给SVC无功补偿装置，通过SVC无功补偿装置给触发器电路指令来控制晶闸管相控电抗器支路TCR中的晶闸管的导通角来给系统补无功。2、当协调控制系统单元出现故障退出时切换到电压调差系数整定单元C1、C2…Cn，根据无功调差装置的原理，SVC无功补偿装置附加调差率整定公计算式如下：UG=UR—IQ·KcUR—以SVC无功补偿装置额定电压为基准的SVC无功补偿装置电压给定标么值，UG—以SVC无功补偿装置额定电压为基准的SVC无功补偿装置电压标么值，IQ—以SVC无功补偿装置额定电流为基准的SVC无功补偿装置无功电流标么值，Kc—以SVC无功补偿装置额定容量为基准的附加调差率。如图2是按照电压偏差量进行调节的附加调差SVC电压控制器，Uref为电网参考电压；Uf反馈电压即电网实测电压；PID（Proportionintegrationdifferentiation）为比例积分微分环节根据Uref和Uf电压偏差量ΔU进行调节控制。调差系数Kc值反映的是SVC无功补偿装置外特性曲线的斜率，即在实测电压值上叠加反映无功电流IQ大小的附加量。这样调节器的偏差如式：ΔU=ΔU＇－Kc*IQ上式即有差调节控制，根据Kc系数的正负可以分为正调差和负调差，当外特性曲线向下倾斜称为正调差，向上倾斜称为负调差。通过改变Kc值便可以根据SVC无功补偿装置补偿无功电流IQ的分配比例来决定各个并列运行装置间的无功合理分配，避免扰动引起不稳定现象。根据合理的调差系数得到的各个并列运行SVC无功补偿装置无功电流值IQ1、IQ2…IQn，再由各支路无功电流占系统总的无功电流IQ的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，其特征在于：其包括多个并列运行的SVC无功补偿装置（SVC 1、SVC2… SVCn），各SVC无功补偿装置挂接在风电场主变母线上，各SVC无功补偿装置都由SVC一次设备（W1）和控制系统（W2）组成，其中W1挂在35kV侧，W2连在220kV母线侧。

【技术特征摘要】
1.一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，其特征在于：其包括多个并列运行的SVC无功补偿装置（SVC1、SVC2…SVCn），各SVC无功补偿装置挂接在风电场主变母线上，各SVC无功补偿装置都由SVC一次设备（W1）和控制系统（W2）组成，其中W1挂在35kV侧，W2连在220kV母线侧。2.如权利要求1所述的基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统，其特征在于：SVC一次设备（W1）由滤波支路（FC1）和晶闸管相控电抗器支路（TCR1）构成，控制系统（W2）包括协调控制系统单元（U1）、电压调差系数整定单元（C1）、SVC控制装置（S1）和触发器电路（T1）四部分。3.一种基于电压调差率的并列运行SVC协调控制系统的应用，其特征在于：其包括以下步骤：T1：系统采集当前电网需求状况以及各并列SVC的工作状态信息进行分析；T2：判断各协调控制系统单元是否正常工作、有无通讯故障导致协调控制系统单元退出；T21：协调控制系统单元正常工作，接收当前信息；T22：协调控制系统单元退出，进入电压调差系数整定单元，进行调差系数整定，选择合理的调差系数；T31：协调控制系统单元制定合理的协调控制无功分配方案；T3...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永军，祁晓笑，焦春雷，亢朋朋，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网新疆电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11