一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法与流程

1.本技术属于电能质量治理技术领域，具体涉及一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法。


背景技术：

2.在配电网中，由于负载和线路都会产生一定的无功功率，会造成一定的线路损耗、引起电压波动、不平衡等电能质量问题，因此通常会选择安装一定容量的动态无功补偿装置如svg或者svc来补偿电网中的无功，改善电能质量。
3.svc(static var compenstor，静止无功补偿器)是一种基于晶闸管串联控制技术的动态无功补偿装置，损耗小、速度快、控制灵活，是比较成熟、实用的技术。svg(static var generator，静止无功发生器)，又称statcom(static synchronous compensator，静止同步补偿器)，是一种基于全控型半导体器件(如igbt/igct)控制技术的动态无功补偿装置，svg具有如下优越的性能：响应速度快、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积，目前已广泛的应用于各行各业。相对于传统的fc(fixed capacitor，固定电容器)静止型无功补偿装置，svc/svg装置能够连续动态的调节装置的输出无功，通过快速动态响应技术实时改善功率因数、提升电网电压的稳定性、改善用电安全；因此对于具有大功率冲击性负载的工矿企业具有重要的意义。
4.在部分能耗大的工矿企业中，为方便以后扩容改造，变电所内一般安装有两台以上主变压器，整个企业的负荷由两段以上的母线进行供电。如果企业随着效益的提升需要增加产能，使得负载功率会相应增加，需要在相应的母线增加负载供电支路，这时相应母线的总负荷有可能超出变压器容量。此时需要将两段或者多段母线并联在一起供电，以保证供电的稳定性。在多段母线并联供电的情况下，动态无功补偿装置需要多机并联运行，以协同补偿多段母线的无功功率。
5.在实现多台svg/svc装置并联运行的设计中主要包括以下两方面内容：一是svg/svc装置多机并联的方式，二是并联svg/svc装置的无功分配方法。目前实现svc/svg装置并联的方案中，主要是采用通信的方式将多台svg/svc装置连接起来，通信的方式主要为485总线通信、can总线、以太网通信、光纤通信以及wifi无线通信等，无功分配方法则通常都是由主机计算所需补偿的无功功率，然后通过一定的分配算法计算每台svg/svc所需输出的无功指令，经通信的方式传送到每台svg/svc装置控制执行。
6.现有技术中，在实现动态无功补偿装置svg/svc并联运行的多种方法中存在的问题如下：
7.a)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时信息传递的快速响应问题，如采用485总线组网或can总线组网，这种组网方式存在时延较大、动态响应较差的问题。
8.b)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时信息传递过程的抗干扰问题。如采用wifi组网通信抗干扰性差，容易导致多台设备运行不稳定。
9.c)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时的补偿的准确性、稳定性及
引起母线无功震荡问题。如某些现有技术中，母线ct(current transformer，电流互感器)信号接入所有svg，采用一阶惯性比例控制的方法进行的电流跟踪闭环，存在参数整定难、补偿误差大、容易引起多台svg之间无功振荡的问题。
10.d)大部分方法都需要通过通信组网的方式来协同控制，部分方法在多台并联的情况下还需要增加硬件设备用于组建专门的通信网络，增加了系统的复杂度。
11.e)大部分方法都是设定所有动态无功补偿装置运行在一段母线上，不涉及多台装置运行在多台变压器、多段母线同时并联的供电系统上。
12.f)大部分方法都未考虑不同厂家的装置在同一段母线或者不同段母线上并联运行的控制方法。
13.g)大部分方法都要确定主机和从机后才能协同控制，这样容易导致主机故障后，所有动态无功补偿装置都不能正常运行，需要重新确定主机后才能恢复正常。


技术实现要素：

14.基于以上技术问题，本技术提出一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法。
15.第一方面，本技术提出一种动态无功补偿并联运行系统，包括至少两个变压器回路，所述变压器回路包括：至少一台变压器、动态无功补偿装置、电压互感器、两个电流互感器、母线；
16.各个变压器回路之间均采用并联连接，当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接；
17.所述当前变压器回路内各部件连接关系如下：当前变压器输入端与电网相连接，当前变压器输出端与当前母线的第一端相连接，当前母线的第二端与当前电压互感器的输入端相连接，当前母线的第三端与当前动态无功补偿装置的输出端相连接，在当前变压器的输出端与当前母线的第一端之间安装当前第一电流互感器，在当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端之间安装当前第二电流互感器。
18.所述当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接，包括：当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端相连接，当前母线的第六端与后一变压器回路中的母线的第五端相连接，当前变压器回路不存在前一变压器回路或后一变压器回路时，当前母线的第五端或当前母线的第六端悬空。
19.所述当前第一电流互感器，用于获取当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号；
20.所述当前第二电流互感器，用于获取当前变压器回路的母联开关柜电流信号；
21.所述当前电压互感器用于测量当前变压器回路的母线电压信号。
22.所述当前动态无功补偿装置，包括：动态无功补偿装置主电路、模拟量采集单元、主控单元；
23.所述模拟量采集单元的输出端与所述主控单元的输入端相连接，所述主控单元的输出端与动态无功补偿装置主电路的控制端相连接，所述动态无功补偿装置主电路的输出端与当前母线的第三端相连接，所述模拟量采集单元的输入端分别与所述当前第一电流互感器的信号输出端、当前第二电流互感器的信号输出端、当前电压互感器的信号输出端、后一变压器回路的第二电流互感器的信号输出端相连接；
24.所述模拟量采集单元用于通过所述第一电流互感器采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号，通过所述第二电流互感器采集当前变压器回路的母联开关柜电流信号，通过当前电压互感器采集当前变压器回路的母线电压信号以及通过后一变压器回路的第二电流互感器采集后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；
25.所述主控单元用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算得到无功功率目标值，将所述无功功率目标值输出到动态无功补偿装置主电路；
26.所述动态无功补偿装置主电路按照收到的无功功率目标值输出相应的无功功率到当前母线上。
27.所述主控单元配置有：有功无功计算模块、等效公共连接点计算模块、调节器；
28.所述有功无功计算模块用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；
29.所述等效公共连接点计算模块用于根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；
30.所述调节器用于根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。
31.所述等效公共连接点计算模块采用如下计算式计算等效公共连接点的无功功率：
32.q
busn_fdb
＝q
bus_n(n-1)
+q
bus_n
+q
bus_n(n+1)
33.其中，q
busn_fdb
为等效公共连接点的无功功率，q
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的无功功率，q
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的无功功率，q
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的无功功率。
34.所述等效公共连接点计算模块采用如下计算式计算等效公共连接点的功率因数：
35.p
busn_fdb
＝p
bus_n(n-1)
+p
bus_n
+p
bus_n(n+1)
[0036][0037][0038]
其中，p
busn_fdb
为等效公共连接点的有功功率，p
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的有功功率，p
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率，p
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率，s
busn_fdb
为等效公共连接点的视在功率，等效公共连接点的功率因数。
[0039]
第二方面，本技术提出一种动态无功补偿并联控制方法，采用所述动态无功补偿并联运行系统实现，包括如下步骤：
[0040]
采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜
电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；
[0041]
根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；
[0042]
根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；
[0043]
根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值；
[0044]
将所述无功功率目标值作为当前变压器回路的动态无功补偿装置的无功输出目标值。
[0045]
所述计算等效公共连接点的无功功率，计算式如下：
[0046]qbusn_fdb
＝q
bus_n(n-1)
+q
bus_n
+q
bus_n(n+1)
[0047]
其中，q
busn_fdb
为等效公共连接点的无功功率，q
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的无功功率，q
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的无功功率，q
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的无功功率。
[0048]
所述计算等效公共连接点的功率因数，计算式如下：
[0049]
p
busn_fdb
＝p
bus_n(n-1)
+p
bus_n
+p
bus_n(n+1)
[0050][0051][0052]
其中，p
busn_fdb
为等效公共连接点的有功功率，p
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的有功功率，p
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率，p
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率，s
busn_fdb
为等效公共连接点的视在功率，等效公共连接点的功率因数。
[0053]
所述根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。包括：
[0054]
如果动态无功补偿装置工作在功率因数模式，将等效公共连接点的功率因数与预设功率因数目标值的差值发送到调节器，经过所述调节器调节后输出无功功率目标值；
[0055]
如果动态无功补偿装置工作在恒系统无功模式，将等效公共连接点的无功功率与预设无功目标值的差值发送到调节器，经过所述调节器调节后输出无功功率目标值。
[0056]
有益效果：
[0057]
(1)本技术不需要增加额外的控制系统硬件设备、不需要通过通信组网的方式来实现多台动态无功补偿装置的并联协调运行。使用已有的控制系统即可完成多台动态无功补偿装置在多台变压器、多段母线并联供电系统内的协同控制运行；相比其它方案有节省成本的优点。
[0058]
(2)本技术不需要确定主机、从机，每台动态无功补偿装置都可独立运行。在系统
中有动态无功补偿装置故障情况下，其余动态无功补偿装置仍然可以正常运行；相比其它方案有容错能力强、可靠性高的优点。
[0059]
(3)本技术由于不需通过通信的方式来协同控制，容易使不同厂家的动态无功补偿装置实现并联协同运行；相比其它方案有应用范围广的优点。现有技术中，通信方式也可实现不同厂家产品的并联，但涉及到主从机的确定、通信协议的制定等方面，因此不同厂家的产品之间不容易实现并联的通讯。
[0060]
(4)本技术是通过采集电压互感器和电流互感器信号来实现协调控制，相比于通过通信组网协调控制的方案有延时小、响应速度快、稳定性好的优点。
附图说明
[0061]
图1为本技术实施例的一种动态无功补偿并联运行系统原理图；
[0062]
图2为本技术实施例的一种动态无功补偿并联控制方法；
[0063]
图3为本技术实施例的母线n的等效供电系统图；
[0064]
图4为本技术实施例的功率因数模式下控制框图；
[0065]
图5为本技术实施例的恒系统无功模式下控制框图。
[0066]
其中，1-当前母线的第一端，2-当前母线的第二端，3-当前母线的第三端，4-当前母线的第四端，5-当前母线的第五端，6-当前母线的第六端，7-前一变压器回路中的母线的第六端，8-后一变压器回路中的母线的第五端。
具体实施方式
[0067]
下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步说明。
[0068]
本技术的一个实施例提供一种动态无功补偿并联运行系统，包括至少两个变压器回路，变压器回路包括：至少一台变压器、动态无功补偿装置、电压互感器、两个电流互感器、母线；
[0069]
各个变压器回路之间均采用并联连接，当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接；
[0070]
如图1所示，当前变压器回路内各部件连接关系如下：当前变压器输入端与电网相连接，当前变压器输出端与当前母线的第一端1相连接，当前母线的第二端2与当前电压互感器的输入端相连接，当前母线的第三端3与当前动态无功补偿装置的输出端相连接，当前母线的第四端4与负载的输入端相连接，在当前变压器的输出端与当前母线的第一端1之间安装当前第一电流互感器，在当前母线的第五端5与前一变压器回路中的母线的第六端7之间安装当前第二电流互感器。
[0071]
其中，当前第一电流互感器，用于获取当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号；当前第二电流互感器，用于获取当前变压器回路的母联开关柜电流信号；当前电压互感器用于测量当前变压器回路的母线电压信号。
[0072]
应当理解的是，当前变压器回路可以是变压器回路中的任一变压器回路。
[0073]
本技术通过母线并联连接的多个变压器回路，实现了多台动态无功补偿装置的并联运行，解决了单台或多台变压器、多段母线并联运行时，多台动态无功补偿装置并联运行协同控制问题。
[0074]
为了使得本技术的方案具有普遍性，如图1所示，展示了n个变压器回路，通过母线彼此并联连接的原理图。在每一个进线柜中安装电流互感器，如：ct1、ct2、ct3。在每一个母联开关柜中安装电流互感器，如：ct12、ct23，从编号规则中可以看出，ct12表示连接母线1和母线2的母联开关柜中所安装的电流互感器，其余编号原理类似，不再赘述。在各段母线上只安装一台电压互感器，因为母线上的电压均相同，一台电压互感器所检查到的电压能够表征该段各处的电压。
[0075]
本技术中不需要增加额外的控制系统硬件设备、不需要通过通信组网的方式来实现多台动态无功补偿装置的并联协调运行。使用既有的控制系统即可完成多台动态无功补偿装置在多台变压器、多段母线并联供电系统内的协同控制运行；相比其它方案有节省成本的优点。
[0076]
在一些实现方式中，当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接时，当前母线的第五端5与前一变压器回路中的母线的第六端7相连接，当前母线的第六端6与后一变压器回路中的母线的第五端8相连接，若不存在前一变压器回路或后一变压器回路，即：当前变压器回路为首个变压器回路或者末尾的变压器回路，则当前母线的第五端5或当前母线的第六端6悬空。
[0077]
所述当前动态无功补偿装置，主要包括：动态无功补偿装置主电路、模拟量采集单元、主控单元；
[0078]
在具体实施中，当前动态无功补偿装置还包括：电抗器、启动柜、数字量采集单元、显示屏等组成部分，因这些组成部分并不属于本技术的创新点，故本技术不再赘述。
[0079]
所述模拟量采集单元的输出端与所述主控单元的输入端相连接，所述主控单元的输出端与动态无功补偿装置主电路的控制端相连接，所述动态无功补偿装置主电路的输出端与当前母线的第三端3相连接，所述模拟量采集单元的输入端分别与所述当前第一电流互感器的信号输出端、当前第二电流互感器的信号输出端、当前电压互感器的信号输出端、后一变压器回路的第二电流互感器的信号输出端相连接；
[0080]
所述模拟量采集单元用于通过所述第一电流互感器采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号，通过所述第二电流互感器采集当前变压器回路的母联开关柜电流信号，通过当前电压互感器采集当前变压器回路的母线电压信号以及通过后一变压器回路的第二电流互感器采集后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；
[0081]
所述主控单元用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算得到无功功率目标值，将所述无功功率目标值输出到动态无功补偿装置主电路；
[0082]
所述动态无功补偿装置主电路按照收到的无功功率目标值输出相应的无功功率到当前母线上。
[0083]
在一些实现方式中，主控单元配置有：有功无功计算模块、等效公共连接点计算模块、调节器；
[0084]
其中，有功无功计算模块用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和
无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；
[0085]
所述等效公共连接点计算模块用于根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；
[0086]
所述调节器用于根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。
[0087]
本技术通过所采集的当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，若分别计算各个电流信号处的有功和无功，进而控制动态无功补偿装置的输出，使得母线各连接点(母线进线开关和母联开关)都达到预设的无功功率或功率因数，其实是很难达到的；所以本技术创造性提出了计算本段母线等效公共连接点的无功功率或者功率因数，进而得到本段母线(即为当前变压器回路的母线)的动态无功补偿装置所需输出的无功功率目标值，控制动态无功补偿装置输出相应无功功率，使得本段母线等效共连接点达到预设的无功功率或者功率因数，实现本段母线无功补偿的目标；当整个系统内的任一段母线等效共连接点都能达到预设的无功功率或者功率因数，即可实现整个系统无功补偿的目标。所述等效公共连接点即为某个变压器回路对应的母线与电网、其它相邻母线相连接的等效公共点，如图3所示，为母线n上所有电气设备的等效电路图，pccn即为该段母线的等效公共连接点。
[0088]
所述等效公共连接点，其获取过程如下：每段母线有三个点是可以外界交换电能的，这三个点是两个母联开关和变压器的进线开关，这三个点合成后就是等效公共连接点，如图3所示pccn为该段母线的等效公共连接点。
[0089]
本技术不需要确定主机、从机，每台动态无功补偿装置都可独立运行。在系统中有动态无功补偿装置故障情况下，其余动态无功补偿装置仍然可以正常运行；相比其它方案有容错能力强、可靠性高的优点。
[0090]
在一些实现方式中，所述等效公共连接点计算模块采用如下计算式计算等效公共连接点的无功功率：
[0091]qbusn_fdb
＝q
bus_n(n-1)
+q
bus_n
+q
bus_n(n+1)
[0092]
其中，q
busn_fdb
为等效公共连接点的无功功率，q
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的无功功率，q
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的无功功率，q
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的无功功率。
[0093]
所述等效公共连接点计算模块采用如下计算式计算等效公共连接点的功率因数：
[0094]
p
busn_fdb
＝p
bus_n(n-1)
+p
bus_n
+p
bus_n(n+1)
[0095][0096][0097]
其中，p
busn_fdb
为等效公共连接点的有功功率，p
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的有功功率，p
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率，p
bus_n(n+1)
为后
一变压器回路中的母联开关柜的有功功率，s
busn_fdb
为等效公共连接点的视在功率，等效公共连接点的功率因数。
[0098]
本技术在实际使用中存在两种模式：功率因数模式与恒系统无功模式。
[0099]
所述功率因数模式，通过提高系统功率因数，进而达到某一设定值。
[0100]
所述恒系统无功模式，通过控制系统无功功率，达到某一设定值。
[0101]
如果采用功率因数模式，则需要计算计算等效公共连接点的功率因数，如果采用恒系统无功模式，则需要计算等效公共连接点的无功功率，如果当前的变压器位为第一变压器回路，或者最后一个变压器回路，则q
bus_n(n-1)
为零，或者q
bus_n(n+1)
为零。
[0102]
无论哪种方案，本技术均可以实现并联协同控制，本技术不需通过通信的方式来协同控制，可以使不同厂家的动态无功补偿装置实现并联协同运行；相比其它方案有应用范围广的优点。
[0103]
本技术的另一实施例提供一种动态无功补偿并联控制方法，采用前述动态无功补偿并联运行系统实现，如图2所示，包括如下步骤：
[0104]
步骤s1：采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；
[0105]
步骤s2：根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；
[0106]
步骤s3：根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；
[0107]
步骤s4：根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值；
[0108]
步骤s5：将所述无功功率目标值作为当前变压器回路的动态无功补偿装置的无功输出目标值。
[0109]
本技术通过采集电压互感器和电流互感器信号来实现协调控制，相比于通过通信组网协调控制的方案有延时小、响应速度快、稳定性好的优点。
[0110]
本技术动态无功补偿并联控制方法不需要与其他动态无功装置进行通讯，在当前电压器回路的动态无功补偿装置中就能够计算出对应的无功输出目标值，故大幅度降低了因为通讯带来的延迟问题，所以本技术的动态无功补偿并联控制方法响应速度快。
[0111]
每个变压器回路中，动态无功补偿装置输出的无功功率目标值作为所在变压器回路的动态无功补偿装置的无功输出目标值。
[0112]
所述计算等效公共连接点的无功功率，计算式如下：
[0113]qbusn_fdb
＝q
bus_n(n-1)
+q
bus_n
+q
bus_n(n+1)
[0114]
其中，q
busn_fdb
为等效公共连接点的无功功率，q
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的无功功率，q
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的无功功率，q
bus_n(n+1)
为后
一变压器回路中的母联开关柜的无功功率。
[0115]
所述计算等效公共连接点的功率因数，计算式如下：
[0116]
p
busn_fdb
＝p
bus_n(n-1)
+p
bus_n
+p
bus_n(n+1)
[0117][0118][0119]
其中，p
busn_fdb
为等效公共连接点的有功功率，p
bus_n(n-1)
为当前变压器回路的母联开关柜的有功功率，p
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率，p
bus_n(n+1)
为后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率，s
busn_fdb
为等效公共连接点的视在功率，等效公共连接点的功率因数。
[0120]
根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。包括：
[0121]
如果动态无功补偿装置工作在功率因数模式，将等效公共连接点的功率因数与预设功率因数目标值的差值发送到调节器，经过所述调节器调节后输出无功功率目标值；所述调节器调节过程为现有技术，本技术不再赘述。
[0122]
如果动态无功补偿装置工作在恒系统无功模式，将等效公共连接点的无功功率与预设无功目标值的差值发送到调节器，经过所述调节器调节后输出无功功率目标值。
[0123]
本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0124]
下面以两个具体应用实例对本技术的具体实施方式做进一步说明：
[0125]
应用实例1：
[0126]
在具体应用中，变电所内可能是两台变压器、两段母线并联运行，也有可能是多台变压器、多段母线并联运行。变压器数量与母线数量有可能相同，也有可能不同，应用实例1考虑的变压器数量与母线数量相同的情况。即动态无功补偿并联运行系统工作在工况1状态下：
[0127]
n台变压器带n段母线并联运行；此时各开关状态如下：qf0合闸，qf1～qfn各母线进线开关合闸，qf12～qf(n-1)n各母联开关合闸，母线各支路开关合闸。
[0128]
仍以图1为例进行说明。图1中的相关符号含义如下：qf0为连接电网的开关，qf1为母线1的进线柜开关，qf2为母线2的进线柜开关，qf3为母线3的进线柜开关，qfn为母线n的进线柜开关，qf12为母线1和母线2的母联开关，qf23为母线2和母线3的母联开关，qf(n-1)n为母线n-1和母线n的母联开关，qfn(n+1)为母线n和母线n+1的母联开关，pt1为母线1的电压互感器，pt2为母线2的电压互感器，pt3为母线3的电压互感器，ptn为母线n的电压互感器，ct1为母线1的进线柜电流互感器，ct2为母线2的进线柜电流互感器，ct3为母线3的进线柜电流互感器，ctn为母线n的进线柜电流互感器，ct12为母线1和母线2的母联开关柜电流互感器，ct23为母线2和母线3的母联开关柜电流互感器，ct(n-1)n为母线n-1和母线n的母联开关柜电流互感器，load11～load1n为母线1各支路负载，load21～load2n为母线2各支路负载，load31～load3n为母线3各支路负载，loadn1～loadnn为母线n各支路负载，svgn/svcn：母线n上的动态无功补偿装置，p
bus_1
为母线1进线开关柜有功，q
bus_1
为为母线1进线开关柜无功，p
bus_2
为母线2进线开关柜有功，q
bus_2
为母线2进线开关柜无功，p
bus_3
为母线3进线开关柜有功，q
bus_3
为母线3进线开关柜无功，p
bus_n
为母线n进线开关柜有功，q
bus_n
为母线n进
线开关柜无功，p
bus_12
为母线1母联开关柜qf12有功，q
bus_12
为母线1母联开关柜qf12无功，p
bus_21
为母线2母联开关柜qf12有功，q
bus_21
为母线2母联开关柜qf12无功，p
bus_23
为母线2母联开关柜qf23有功，q
bus_23
为母线2母联开关柜qf23无功，p
bus_32
为母线3母联开关柜qf23有功，q
bus_32
为母线3母联开关柜qf23无功，p
bus_(n-1)n
为母线n母联开关柜qf(n-1)n有功，q
bus_(n-1)n
为母线n母联开关柜qf(n-1)n无功，p
bus_n(n+1)
为母线n母联开关柜qfn(n+1)有功，q
bus_n(n+1)
为母线n母联开关柜qfn(n+1)无功。
[0129]
定义从电网流向负载的电流符号为正，即流入为正；从负载流向电网的电流符号为负，即流出为负。由于各段母线并联时母线电压相同，流过母联开关的有功功率和无功功率的符号极性只与电流方向有关，因此从图1中可知各母联开关柜的无功功率满足如下等式：
[0130]qbus12
＝-q
bus21
，p
bus12
＝-p
bus21
(1)
[0131]qbus23
＝-q
bus32
，p
bus23
＝-p
bus32
(2)
[0132]qbus_(n-1)n
＝-q
bus_n(n-1)
，p
bus_(n-1)n
＝-p
bus_n(n-1)
(3)
[0133]qbus_n(n+1)
＝-q
bus_(n+1)n
，p
bus_n(n+1)
＝-p
bus_(n+1)n (4)
[0134]
动态无功补偿装置svg/svc可以采用如下两种控制模式运行：
[0135]
功率因数模式：提高系统功率因数以达到某一设定值的运行模式。
[0136]
恒系统无功模式：控制系统无功功率以达到某一设定值的运行模式。
[0137]
以任意一段母线n(n为1～n中任意值)为例，其等效供电系统图可简化为图3。
[0138]
(1)假设动态无功补偿装置svgn/svcn工作于功率因数模式，功率因数目标为从等效图3可知，无法控制母线进线开关qfn、母联开关qf(n-1)n、母联开关qfn(n+1)每一处的功率因数达到目标值但只要控制母线进线开关qfn、母联开关qf(n-1)n、母联开关qfn(n+1)处的无功功率和有功功率叠加后的等效公共连接点pccn点功率因数值达到功率因数目标值即可满足本段母线的控制需求，从而实现所有母线上动态无功补偿装置svg/svc的协同控制。
[0139]
根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；
[0140]
根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数。
[0141]
等效公共连接点pccn点功率因数值的计算过程如下：
[0142]qbusn_fdb
＝q
bus_n(n-1)
+q
bus_n
+q
bus_n(n+1)
(5)
[0143]
p
busn_fdb
＝p
bus_n(n-1)
+p
bus_n
+p
bus_n(n+1)
(6)
[0144][0145]
[0146]
由计算式(5)～计算式(8)可计算得到pccn点当前功率因数值将其与功率因数目标值的差值送入调节器(此时调节器用于调节功率因数)，得到动态无功补偿装置svgn/svcn需要输出的无功参考值q
ref_n
，动态无功补偿装置主电路输出相应无功值即可达到要求。由此可得功率因数模式下整个控制过程的框图如图4所示。
[0147]
其中，有关有功功率与无功功率的计算，例如分别计算q
bus_n(n-1)
、q
bus_n
、q
bus_n(n+1)
、p
bus_n(n-1)
、p
bus_n
、p
bus_n(n+1)
，有功功率与无功功率的计算方法比较多，以瞬时无功理论为依据，可得任一段母线n进线开关柜的有功无功计算计算式如下：
[0148]
p
bus_n
＝uaia+ubib+ucic(9)
[0149][0150]
其中，上式中ua、ub、uc对应于母线n的a、b、c三相电压，即当前变压器回路的母线电压信号，ia、ib、ic对应于母线n进线开关柜的a、b、c三相电流，即当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号。同理可以获取q
bus_n(n-1)
、q
bus_n(n+1)
、p
bus_n(n-1)
、p
bus_n(n+1)
的计算结果，因其计算过程为现有技术，本技术不再赘述。
[0151]
其中，若当前变压器回路无前一变压器回路或者无后一变压器回路时，则前一变压器回路中的母联开关柜电流信号的三相电流均为零，或者后一变压器回路中的母联开关柜电流信号的三相电流均为零。
[0152]
(2)假设动态无功补偿装置svgn/svcn工作于恒系统无功模式：
[0153]
系统无功目标值为q
busn_ref
；如等效图3所示，只要将母线进线开关qfn、母联开关qf(n-1)n、母联开关qfn(n+1)处的无功功率叠加后的等效公共连接点pccn点系统无功值q
busn_fdb
达到目标值q
busn_ref
，即可满足要求本段母线的控制需求，从而实现所有母线上动态无功补偿装置svg/svc的协同控制。
[0154]
由计算式(5)可计算得到pccn点当前系统无功值q
busn_fdb
，将其与系统无功目标值q
busn_ref
的差值送入调节器(此时调节器用于调节无功功率)，得到动态无功补偿装置svgn/svcn需要输出的无功参考值q
ref_n
，无功补偿装置主电路输出相应无功功率即可达到要求。由此可得恒系统无功模式下整个控制过程的框图如图5所示。
[0155]
以供电系统中任意一段母线n为例，本技术应用实例1的动态无功补偿并联控制方法流程，包括如下步骤：
[0156]
步骤s1：采集当前变压器回路的母线进线开关柜ctn电流信号、当前变压器回路的母联开关柜ct(n-1)n电流信号、当前变压器回路的母线pt电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜ctn(n+1)电流信号；
[0157]
步骤s2：根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜ctn电流信号、当前变压器回路的母联开关柜ct(n-1)n电流信号、当前变压器回路的母线pt电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜ctn(n+1)电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率p
bus_n
和无功功率q
bus_n
、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率p
bus_(n-1)n
和无功功率q
bus_(n-1)n
、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率p
bus_n(n+1)
和无功功率q
bus_n(n+1)
；
[0158]
步骤s3：根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率p
bus_n
和无功功率q
bus_n
、当前变压器回路的母联开关柜的有功功p
bus_(n-1)n
率和无功功率q
bus_(n-1)n
、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率p
bus_n(n+1)
和无功功率q
bus_n(n+1)
，计算等效公共连接点的
无功功率q
busn_fdb
或者功率因数
[0159]
步骤s4：根据所述等效公共连接点的无功功率q
busn_fdb
或者功率因数得到无功功率目标值；
[0160]
步骤s5：将所述无功功率目标值作为当前变压器回路的动态无功补偿装置的无功输出目标值。
[0161]
应用实例2：
[0162]
动态无功补偿并联运行系统工作在工况2状态下：
[0163]
i台变压器带j段母线并联运行；i为1～n中任意值，j为1～n中任意值，且i≠j，i＜j；此时各开关状态如下：qf0合闸，qf1～qfi各母线进线开关合闸，qf(i+1)～qfn各母线进线开关分闸闸，qf12～qf(j-1)j各母联开关合闸，qfj(j+1)～qfjn各母联开关分闸，带电母线各支路开关合闸。
[0164]
以母线n为例，当n取值范围为1～i中任意值时，母线n供电系统等效电路图与图3一致；由工况1的分析可知：计算式(5)～式(8)仍然成立，控制过程与工况1相同。
[0165]
当n取值范围为(i+1)～j中任意值时,母线n供电系统等效电路图与图3一致；对应的进线开关qfn断开，该处的有功功率p
bus_n
、无功功率q
bus_n
都等于0，但计算式(5)～式(8)仍然成立，控制过程与工况1相同。
[0166]
以供电系统中任意一段母线n为例，本技术应用实例2的动态无功补偿并联控制方法流程，包括如下步骤：
[0167]
步骤s1：采集当前变压器回路的母线进线开关柜ctn电流信号、当前变压器回路的母联开关柜ct(n-1)n电流信号、当前变压器回路的母线pt电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜ctn(n+1)电流信号；
[0168]
步骤s2：根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜ctn电流信号、当前变压器回路的母联开关柜ct(n-1)n电流信号、当前变压器回路的母线pt电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜ctn(n+1)电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率p
bus_n
和无功功率q
bus_n
、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率p
bus_(n-1)n
和无功功率q
bus_(n-1)n
、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率p
bus_n(n+1)
和无功功率q
bus_n(n+1)
；
[0169]
步骤s3：根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率p
bus_n
和无功功率q
bus_n
、当前变压器回路的母联开关柜的有功功p
bus_(n-1)n
率和无功功率q
bus_(n-1)n
、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率p
bus_n(n+1)
和无功功率q
bus_n(n+1)
，计算等效公共连接点的无功功率q
busn_fdb
或者功率因数
[0170]
步骤s4：根据所述等效公共连接点的无功功率q
busn_fdb
或者功率因数得到无功功率目标值；
[0171]
步骤s5：将所述无功功率目标值作为当前变压器回路的动态无功补偿装置的无功输出目标值。
[0172]
本技术的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变形而不脱离本技术的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本技术权利要求及其等同技术的范围，则本技术的意图也包含这些改动和变形在内。