专利名称：一种静止无功补偿器的调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静止无功补偿器，尤其是一种静止无功补偿器的调节装置。
背景技术：
静止无功补偿器(SVC)是以电力电子器件作为无功器件(电容器、电抗器)的控制 或开关器件的无功补偿装置。无功功率对电网的影响是不容忽视的，为了改善电力系统供 电质量，必须对无功功率进行调整。无功补偿的作用主要体现在以下几个方面提高供用电 系统及负载的功率因数；稳定受电端及电网电压，提高供电质量。在长距离输电线中设置动 态无功功率补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，抑制输电系统功率震荡，提高输电能 力。SVC的调节装置首先通过测量模块采集系统需要的模拟量(包括电压、电流信 号)，将数据进行处理后送到控制模块；控制模块主要通过电压调节器来完成，其作用是通 过处理测量所得到的系统变量，产生一个与希望的补偿无功功率成比例的输出信号。根据 SVC应用场合的不同，电压调节器中的控制变量和传递参数也是不同的。电压调节器的作用
过程为将测量所得到的控制变量与参考信号(通常为)相比较，然后将误差信号输入
到控制器的传递函数，控制器输出一个标么值电纳信号，这个信号的大小应可以使控 制误差变化，并达到稳态误差为零；最后执行模块通过同步系统和脉冲发生器将前面控制 模块送来的控制量进行具体的物理实现。关于SVC，IEEE提出了两种基本模型IEEE SVC基本模型1对应于增益一时间常 数模型；IEEE SVC基本模型2对应于采用电流反馈实现调差特性的积分模型。本系统采用 了模型2。通常情况下，此时电压调节器被简化为PI控制器，而PI控制器的参数选择特别 重要，一般有两种方法可供选择方法一是解析法，通过计算来选择PID控制器参数；方法 二是是按实验或经验法选择参数。方法一是基于一些假设和简化处理，而且参数计算依赖 系统参数，实际应用中仍需现场大量调试工作；方法二根据控制对象特点确定参数变化的 大致范围，然后根据PI算式中各参数变化对系统的影响，反复试凑直到达到满意的响应， 一旦系统参数稍有变化就会影响整体性能。SVC的执行模块包括同步系统和脉冲发生器，目前常用的同步系统是基于锁相环 (PLL)的系统。PLL不仅能在基频电压的过零处产生一个信号，而且还可以输出一个与基频 锁相的时钟信号，这个时钟信号可被数字计数器用来计算触发角的大小。但是低频PLL的 精确设计在目前的水平下设计有难度。实时性也达不到要求。
发明内容
本发明目的是提供一种稳定性高、响应速度快、同步性能好的静止无功补偿器 的调节装置，以克服现有技术存在的电压调节器依赖系统参数、反复试凑，同步系统实时性 差，难以达到理想暂态、稳态性能等问题。
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本发明的技术方案是一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，包括控制 模块、辅助控制模块、测量模块、执行模块，所述测量模块将电力系统中需要进行处理和分 析的模拟量采集进来，同时进行数据处理和分析，得到供控制算法使用的各种变量，所述测 量模块还可以实现电流采集和处理功能，电压采集和处理功能；所述控制模块通过测量模 块与控制目标的比较，得出偏差值，送入模糊自适应PI调节器，算出需要对执行结构发送 的控制参数，引导执行结构完成控制；所述执行模块负责将控制算法计算出的控制量进行 具体的物理实现，完成对电力系统的控制。进一步的，所述测量模块包括
互感器板，将三相电流信号转化为电压信号，将三相电压信号降到系统可以处理的范
围；
滤波器，接入经过互感器板降压的三相电压，滤掉高次谐波； 过零比较模块，将经过滤波器滤波后的信号，产生方波同步信号； AD采样模块，经过互感器板降压的三相电压信号，经过互感器转换为电压的三相电流 信号经过AD采样模块得到采样数据，所述AD采样模块通过FPGA控制。进一步的，所述控制模块为DSP处理模块，所述DSP处理模块负责对电压信号的测 频，电气参数计算以及控制算法的实现，所述DSP处理模块包括模糊自适应PI调节器。进一步的，完成所述模糊自适应PI调节器的步骤为
(1)取当前采样值
权利要求
1. 一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，包括控制模块、辅助控制模块、测 量模块、执行模块，所述测量模块将电力系统中需要进行处理和分析的模拟量采集进来，同 时进行数据处理和分析，得到供控制算法使用的各种变量，所述测量模块还可以实现电流 采集和处理功能，电压采集和处理功能；所述控制模块通过测量模块与控制目标的比较，得 出偏差值，送入模糊自适应PI调节器，算出需要对执行结构发送的控制参数，引导执行结 构完成控制；所述执行模块负责将控制算法计算出的控制量进行具体的物理实现，完成对 电力系统的控制。
2.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，所述测量模 块包括互感器板，将三相电流信号转化为电压信号，将三相电压信号降到系统可以处理的范围；滤波器，接入经过互感器板降压的三相电压，滤掉高次谐波； 过零比较模块，将经过滤波器滤波后的信号，产生方波同步信号； AD采样模块，经过互感器板降压的三相电压信号，经过互感器转换为电压的三相电流 信号经过AD采样模块得到采样数据，所述AD采样模块通过FPGA控制。
3.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，所述控制模 块为DSP处理模块，所述DSP处理模块负责对电压信号的测频，电气参数计算以及控制算法 的实现，所述DSP处理模块包括模糊自适应PI调节器。
4.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，完成所述模 糊自适应PI调节器的步骤为(1)取当前采样值Ve(k)，dVe(k)= Ve (k)- Ve (k-1)；(2)将Ve(k)，dVe(k)模糊化，通过模糊规则表得到、、与；(3)计算当前、K+k , fe0 =ki + ,其中、fc'为常规参数整定法所得到的P、I参数；(4)通过PI控制器输出Br4 (k) = kmVe (k) + ki0Ve(k) + V^ (k -1)K ^Cft - 1) = ΚηΣ ； "i-s(5)Ve (k-1)= Ve (k)，进入下一次计算。
5.根据权利要求2所述的一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，所述执行模 块包括光纤输出模块，其作用在于将FPGA发出的触发电信号转化为光信号传输到合并器模 块，供TCR触发使用；TCR模块，其作用是直接进行电纳的补偿。
全文摘要
本发明公开了一种静止无功补偿器的调节装置，其特征在于，包括控制模块、辅助控制模块、测量模块、执行模块，所述测量模块将电力系统中需要进行处理和分析的模拟量采集进来，同时进行数据处理和分析，得到供控制算法使用的各种变量，所述测量模块还可以实现电流采集和处理功能，电压采集和处理功能；所述控制模块通过测量模块与控制目标的比较，得出偏差值，送入模糊自适应PI调节器，算出需要对执行结构发送的控制参数，引导执行结构完成控制；所述执行模块负责将控制算法计算出的控制量进行具体的物理实现，完成对电力系统的控制。本发明的优点是利用FPGA来实现脉冲触发，取得较高的触发角精度(控制精度在以内)，保证晶闸管触发的实时性、准确性；模糊自适应控制加快了响应速度，提高了系统性能；对外均通过光纤来连接，具有较强的绝缘和抗干扰能力。
文档编号H02J3/01GK102064556SQ20111002791
公开日2011年5月18日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者张杭 申请人:西安交通大学苏州研究院