电力潮流控制系统的相位校正方法及电力潮流控制系统与流程

本发明涉及电力系统控制技术领域，具体涉及一种电力潮流控制系统的相位校正方法及电力潮流控制系统。

背景技术：

在电力系统中，为了更合理的利用已有的输配电设备，灵活交流输电系统(facts)得到前所未有的关注和发展。灵活交流输电设备能够有效的提高电力系统的灵活性和可控性，而其中统一潮流控制器(upfc)和静止同步串联补偿器(sssc)是串联型的交流柔性输电(facts)装置，由于同一输电线路中的电流与电压之间一般存在相位差，容易影响电力系统的稳定运行，因此，通过向输电线路注入一个与输电线路电流垂直的串联可控电压来模拟电感或电容从而改变线路的运行参数进而对线路进行相位补偿。

目前传统的电力潮流控制系统中，一般直接利用电压锁相的方式进行d-q解耦，将垂直于线路电流的注入电压分解为母线电压方向ud和垂直于母线电压方向uq,然后直接控制ud与线路电流基本同相，从而实现相位补偿，通常对相位补偿的电压不进行任何相位修正或校正，虽然，当电力潮流控制系统呈现高功率因数的状态，对于没有经过校正的电压对线路影响不大，但是，当电力潮流控制系统呈现低功率因数的状态，很难保证电压与线路电流完全同相，因此，在传统的电力潮流控制系统中，无法很好地实现对控制电压的准确调节和补偿。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种电力潮流控制系统的相位校正方法及电力潮流控制系统，以解决现有的电力潮流控制系统呈现低功率因数的状态，很难保证电压与线路电流完全同相，无法很好地实现对控制电压的准确调节和补偿的技术中的问题。

为此，本发明提供了如下技术方案：

本发明实施例提供一种电力潮流控制系统的相位校正方法，包括：

获取输电线路的电流输入参数；

对所述电流输入参数进行分解得到第一电流输入参数分量和第二电流输入参数分量；

根据所述第一电流参数分量和所述第二电流参数分量计算电流相位校正系数；

获取所述电力潮流控制系统输出的电压控制参数；

根据所述电流相位校正系数和所述电压控制参数，计算二者的乘积得到电压校正参数。

可选地，所述根据所述电流相位校正系数和所述电压控制参数，计算二者的乘积得到电压校正参数的步骤之后还包括：

将所述电压校正参数进行电压调制得到补偿电压；

向所述电力潮流控制系统注入所述补偿电压进行潮流控制。

可选地，所述电流输入参数通过d-q变换进行所述分解得到所述第一电流输入分量和所述第二电流输入参数分量。

可选地，所述电流相位校正系数包括d轴电流相位校正系数和q轴电流相位校正系数。

本发明实施例提供一种电力潮流控制系统的相位校正方法，包括：

获取输电线路的电压输入参数；

对所述电压输入参数进行分解到第一电压输入参数分量和第二电压输入参数分量；

根据所述第一电压参数分量和所述第二电压参数分量计算电压相位校正系数；

获取所述电力潮流控制系统输出的电流控制参数；

根据所述电压相位校正系数和所述电流控制参数，计算二者的乘积得到电流校正参数。

可选地，所述电压输入参数通过d-q变换得到所述第一电压参数分量和所述第二电压参数分量。

可选地，所述根据所述电压相位校正系数和所述电流控制参数，计算二者的乘积得到电流校正参数的步骤之后还包括：

将所述电流校正参数经过功率变换转换为电压校正参数；

将所述电压校正参数进行电压调制得到补偿电压；

向所述电力潮流控制系统注入所述补偿电压进行潮流控制。

可选地，所述电压输入参数通过d-q变换进行所述分解得到所述第一电压输入分量和所述第二电压输入参数分量。

可选地，所述电压相位校正系数包括d轴电压相位校正系数和q轴电压相位校正系数。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现所述的电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤。

本发明实施例提供一种电力潮流控制系统，包括：

采集装置，用于采集所述输电线路的电流输入参数或电压输入参数；

控制设备，与所述采集装置连接，其包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤。

可选地，所述的电力潮流控制系统，所述控制设备包括：

锁相模块，与所述采集装置连接，用于对所述电流输入参数或电压输入参数进行锁相；

相位校正模块，与所述锁相模块连接，用于根据所述锁相结果进行相位校正。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供了一种电力潮流控制系统的相位校正方法及电力潮流控制系统，其中方法包括：获取输电线路的电流输入参数；对所述电流输入参数进行分解得到第一电流输入参数分量和第二电流输入参数分量；根据所述第一电流参数分量和所述第二电流参数分量计算电流相位校正系数；获取所述电力潮流控制系统输出的电压控制参数；根据所述电流相位校正系数和所述电压控制参数，计算二者的乘积得到电压校正参数。本发明可以避免当电力潮流控制系统呈现低功率因数状态时，容易发生振荡的问题。因此，本发明的电力潮流控制系统的相位校正方法的可以提高电力潮流控制系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中电力潮流控制系统的相位校正方法的第一流程图；

图2是本发明实施例中电力潮流控制系统的相位校正方法的第二流程图；

图3是本发明实施例中电力潮流控制系统的相位校正方法的第三流程图；

图4是本发明实施例中电力潮流控制系统的相位校正方法的第四流程图；

图5a是本发明实施例中电力潮流控制系统的第一结构框图；

图5b是本发明实施例中电力潮流控制系统的第二结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种电力潮流控制系统的相位校正方法，如图1所示，包括：

s11、获取输电线路的电流输入参数。此处的输电线路可以为电网侧的输电线路，也可以为阀侧输电线路，所以，通过采集装置可以采集电网侧的电流输入参数，采集装置还可以采集阀侧的电流输入参数，而电流输入参数主要通过电磁式电流测量装置或电子式电流测量装置进行采集。

s12、对电流输入参数进行分解得到第一电流输入参数分量和第二电流输入参数分量。具体地，电流输入参数通过d-q变换进行分解得到第一电流输入分量和第二电流输入参数分量。d-q变换在电力潮流控制系统的锁相环节中经常使用，d-q变换是把旋转坐标系中的电流参数或电压参数的三相向量转变为静止正交坐标系统中两相向量。步骤s12实际上就是对采集装置所采集的电流输入参数进行锁相。例如：所获取输电线路的电流输入参数为is，对电流输入参数进行分解可得到第一电流输入参数is1和第二电流输入参数is2。由于此处电流输入参数通过d-q变换进行分解得到第一电流输入分量和第二电流输入分量，所以，电流输入参数is经过d-q变换得到的第一电流输入分量为d轴的isd，电流输入参数is经过d-q变换得到的第二电流输入分量为q轴的isq。d-q变换分解电流输入参数是为了计算电力潮流控制系统的功率因数，即电流相位校正系数。

s13、根据第一电流参数分量和第二电流参数分量计算电流相位校正系数。由于电流输入参数经过了d-q变换，所以得到的电流相位校正系数分别为d轴电流相位校正系数和q轴电流相位校正系数。例如：第一电流参数分量为isd，第二电流参数分量为isq。根据第一电流参数分量为isd和第二电流参数分量为isq分别计算d轴和q轴的电流相位校正系数，通过如下公式计算得到：

其中，kd1为d轴电流相位校正系数，isd为第一电流参数分量，isq为第二电流参数分量。上述中的kd1也可认为是电力潮流控制系统中的d轴功率因数，该d轴功率因数为d轴的有功分量与d轴的无功分量的比值，通过该比值可快速实现电力潮流控制系统的相位校正。

其中，kq1为q轴电流相位校正系数，isd为第一电流参数分量，isq为第二电流参数分量。上述中的kq1也可认为是电力潮流控制系统中的q轴功率因数，该q轴功率因数为q轴的有功分量与q轴的无功分量的比值，通过该比值可快速实现电力潮流系统的相位校正。

s14、获取电力潮流控制系统输出的电压控制参数。此处的电力潮流控制系统输出的电压控制参数一般为控制阀输出的电压控制参数。d-q变换后得到d轴电压控制参数和q轴电压控制参数。例如：d轴电压控制参数为vsd，q轴电压控制参数为vsq。

s15、根据电流相位校正系数和电压控制参数，计算二者的乘积得到电压校正参数。例如：对于d轴而言，电流相位校正系数为kd1，电压控制参数为vsd，vd1＝kd1×vsd，其中vd1为d轴的电压校正参数，得到该电压校正参数，可快速校正电力潮流控制系统的相位电压。例如：对于q轴而言，电流相位校正系数为kq1，电压控制参数为vsq，vq1＝kq1×vsq，其中vq1为q轴的电压校正参数，得到的该电压校正参数，可快速校正电力潮流控制系统的相位电压。上述中的电压校正参数可使得电力潮流控制系统中的电流输入参数与电压输入参数的相位保持一致，进而维持电力潮流控制系统的稳定，以免电力潮流控制系统产生谐波分量发生振荡。

例如：电力潮流控制系统中功率因数较高，即d轴或q轴电流相位校正系数基本为1，表明电力潮流控制系统中电流输入参数与电压输入参数的相位基本保持同步，在高功率因数情况下，相位校正的幅度不大，但是，当电力潮流控制系统中的功率因数较低，即d轴或q轴电流相位校正系数不接近1，表明电力潮流控制系统中电流输入参数与电压输入参数的相位存在较大差异，此时通过电流相位校正系数与电压控制电压参数的乘积得到电压校正参数可进一步显著改善相位差异。

作为一种较佳的实施方式，如图2所示，本发明实施例中电力潮流控制系统的相位校正方法，根据电流相位校正系数和电压控制参数，计算二者的乘积得到电压校正参数的步骤s15之后还包括：

s16、将电压校正参数进行电压调制得到补偿电压。例如：电压校正参数通过计算电流相位校正系数和电压控制参数的乘积为vd1和vq1，而vd1与vq1通常需要经过d-q反变换生成调制波，d-q反变换是把vd1和vq1在静止正交坐标系统中两相向量变回旋转坐标系统的三相向量va、vb和vc，此处的调制波即此处的补偿电压，实现直流电压的稳定控制和有功功率的准确控制，在很大程度上，能够在电力潮流控制系统呈现低功率因数状态时确保电压输入参数与电流输入参数的相位保持同步。

s17、向电力潮流控制系统注入补偿电压进行潮流控制。当获取补偿电压后，可将该补偿电压注入电力潮流控制系统中进行潮流控制实现电力潮流控制系统持续稳定工作。

本发明中的电力潮流控制系统的相位校正方法，根据电流输入参数分解出的第一电流输入参数分量和第二电流输入参数分量得到电流相位校正系数，电流相位校正系数与电压控制参数计算得到电压校正参数，然后，向电力潮流控制系统中注入补偿电压实现潮流的准确控制，进而不但避免电力潮流控制系统中的有功分量与无功分量的耦合，还可避免当电力潮流控制系统呈现低功率因数状态时，容易发生振荡的问题。故本发明实施例中的可以提高电力潮流控制系统的稳定性。

实施例2

本发明实施例2提供一种电力潮流控制系统的相位校正方法，如图3所示，包括：

s21、获取输电线路的电压输入参数。此处的输电线路可以为电网侧的输电线路，也可以为阀侧输电线路，所以，通过采集装置可以采集电网侧的电压输入参数，采集装置也可以采集阀侧的电压输入参数，而电压输入参数主要通过电磁式电压测量装置或电子式电压测量装置进行采集。

s22、对电压输入参数进行分解到第一电压输入参数分量和第二电压输入参数分量。具体地，电压输入参数通过d-q变换进行分解得到第一电压输入分量和第二电压输入参数分量。d-q变换在电力潮流控制系统的锁相环节中经常使用，d-q变换是把旋转坐标系统的电流参数或电压参数的三相向量转变为静止正交坐标系统中两相向量。步骤s22实际上就是对采集装置所采集的电压输入参数进行锁相。例如：所获取输电线路的电压输入参数为vs，对电压输入参数进行分解可得到第一电压输入参数vs1和第二电压输入参数vs2。由于此处电压输入参数通过d-q变换进行分解得到第一电压输入分量和第二电压输入分量，所以，电压输入参数vs经过d-q变换得到的第一电压输入分量为d轴的vsd，电压输入参数vs经过d-q变换得到的第二电压输入分量为q轴的vsq。d-q变换分解电压输入参数是为了计算电力潮流控制系统的功率因数，即电压相位校正系数。

s23、根据第一电压参数分量和第二电压参数分量计算电压相位校正系数。由于电压输入参数经过了d-q变换，所以得到的电压相位校正系数分别为d轴电压相位校正系数和q轴电压相位校正系数。例如：第一电压参数分量为vsd，第二电压参数分量为vsq。根据第一电压参数分量为vsd和第二电压参数分量为vsq分别计算d轴和q轴的电压相位校正系数通过如下公式计算得到：

其中，kd2为所述d轴电压相位校正系数，vsd为所述第一电压参数分量，vsq为所述第二电压参数分量。上述中的kd2也可认为是电力潮流控制系统中的d轴功率因数，该d轴功率因数为d轴的有功分量与d轴的无功分量的比值，通过该比值可快速实现电力潮流控制系统的相位校正。

其中，kq2为所述q轴电压相位校正系数，vsd为所述第一电压参数分量，vsq为所述第二电压参数分量。上述中的kq2也可认为是电力潮流控制系统中的q轴功率因数，该q轴功率因数为q轴的有功分量与q轴的无功分量的比值，通过该比值可快速实现电力潮流控制系统的相位校正。

s24、获取电力潮流控制系统输出的电流控制参数。此处的电力潮流控制系统输出的电流控制参数一般为控制阀输出的电流控制参数。d-q变换后得到d轴电流控制参数和q轴电流控制参数。例如：d轴电流控制参数为isd，q轴电流控制参数为isq。

s25、根据电流相位校正系数和电流控制参数，计算二者的乘积得到电流校正参数。例如：对于d轴而言，电流相位校正系数为kd2，电流控制参数为isd，id1＝kq2×isd，其中id1为d轴的电流校正参数，该电流校正参数可快速校正电力潮流控制系统的相位电压。例如：对于q轴而言，电流相位校正系数为kq2，电流控制参数为isq，iq2＝kq2×isq，其中iq2为q轴的电压校正参数，该电流校正参数可实现快速对电力潮流控制系统的相位校正。电压校正参数可使得电力潮流控制系统中的电流输入参数与电压输入参数的相位保持一致，进而维持电力潮流控制系统的稳定，以免电力潮流控制系统产生谐波分量发生振荡。

例如：电力潮流控制系统中功率因数较高，即d轴或q轴电流相位校正系数基本为1，表明电力潮流控制系统中电流输入参数与电压输入参数的相位基本保持同步，在高功率因数情况下，相位校正的幅度不大，但是，当电力潮流控制系统中的功率因数较低，即d轴或q轴电压相位校正系数不接近1，表明电力潮流控制系统中电流输入参数与电压输入参数的相位存在较大差异，此时通过电压相位校正系数与电流控制电压参数的乘积得到电流校正参数，将电流校正参数转换为电压校正参数可进一步显著改善相位差异。

作为一种较佳的实施方式，如图4所示，本发明实施例中的电力潮流控制系统的相位校正方法，根据电压相位校正系数和电压控制参数，计算二者的乘积得到电流校正参数的步骤s25之后还包括：

s26、将电流校正参数经过功率变换转换为电压校正参数。本实施例得到的是电流校正参数，由于电力潮流控制系统一般向电力潮流控制系统注入电压校正参数，根据p＝ui,所以经过功率变换可将电流校正参数转为电压校正参数,分别为vd1与vq1。

s27、将电压校正参数进行电压调制得到补偿电压。例如：电流校正参数通过计算电流相位校正系数和电压控制参数的乘积为id1和iq1，而id1与iq1经过功率变换转换为vd1与vq1。vd1与vq1经过dq反变换生成调制波，d-q反变换是把vd1与vq1在静止正交坐标系统中两相向量变回旋转坐标系统三相向量va、vb和vc，此处的调制波即此处的补偿电压，实现直流电压的稳定控制和有功功率的准确控制，在很大程度上，能够在电力潮流控制系统呈现低功率因数状态时确保电压输入参数与电流输入参数的相位保持同步。

s28、向电力潮流控制系统注入补偿电压进行潮流控制。当获取补偿电压后，可将该补偿电压注入电力潮流控制系统中进行潮流控制实现电力潮流控制系统持续稳定工作。

本发明中的电力潮流控制系统的相位校正方法，根据电压输入参数分解出的第一电压输入参数分量和第二电压输入参数分量得到电压相位校正系数，电压相位校正系数与电流控制参数计算得到电流相正参数，然后向电力潮流控制系统中注入补偿电压实现潮流的准确控制，进而不但避免电力潮流控制系统中的有功分量与无功分量的耦合，还可避免当电力潮流控制系统呈现低功率因数状态时，容易发生振荡的问题。故本发明实施例中的可以提高电力潮流控制系统的稳定性。

实施例3

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现实施例1中电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤；或实施例2中电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤。该存储介质上还存储有电流输入参数、第一电流输入参数分量、第二电流输入参数分量，电压相位校正系数，电压校正参数。或电压输入参数、第一电压输入参数分量、第二电压输入参数分量，电流相位校正系数和电流校正参数。

其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。

实施例4

本发明实施例提供一种电力潮流控制系统，如图5a或5b所示，包括：采集装置51和控制设备52，其中，

采集装置51，用于采集输电线路的电流输入参数或电压输入参数。此处的采集装置51可以为电磁式电流测量装置或电子式电流测量装置，该电磁式电流测量装置或电子式电流测量装置用于采集输电线路的电流输入参数，采集装置51可以为电子式电压测量装置或电磁式电压测量装置，该电子式电压测量装置或电磁式电压测量装置用于采集输电线路的电压输入参数，而输电线路为电网侧或阀侧的输电线路。

控制设备52，与采集装置51连接，其包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现实施例1中电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤；或实施例2中电力潮流控制系统的相位校正方法的步骤。

具体地，控制设备52包括：锁相模块521和相位校正模块522。其中，锁相模块521与采集装置51连接，该锁相模块521用于对电流输入参数或电压输入参数进行锁相；相位校正模块522与锁相模块521连接，该相位校正模块522用于根据锁相结果进行相位校正。此处的控制设备52通常为电力潮流控制系统中的控制阀。

具体地，在图5a中，将采集装置51所采集的电流输入参数is经过d-q变换分解后送入锁相模块521，此处的锁相模块521可以为低通滤波器lpf，得到电流相位校正系数kd1和kq1，然后通过控制设备52输出的电压控制参数，在相位校正模块522中电流相位校正系数与电压控制参数进行乘积得到电压校正参数。控制设备52将电压校正参数进行电压调制得到补偿电压，进而向电力潮流控制系统注入补偿电压完成潮流控制，实现潮流控制的稳定运行，即使在低功率因数的状态下，也可保持电力潮流控制系统的持续稳定。

具体地，在图5b中，将采集装置51所采集的电压输入参数经过d-q变换分解后送入锁相模块521，此处的锁相模块521可以为低通滤波器lpf，得到电压相位校正系数kd2和kq2，然后通过控制设备52输出的电流控制参数，在相位校正模块522中电压相位校正系数与电流控制参数进行乘积得到电流校正参数。控制设备52将电流校正参数进行功率变换得到电压校正参数，然后将电压校正参数通过电压调制得到补偿电压，进而向电力潮流控制系统注入补偿电压完成潮流控制，实现潮流控制的稳定运行，即使在低功率因数的状态下，也可保持电力潮流控制系统的持续稳定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。