一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通过静止无功补偿器提高输电系统暂态稳定性控制领域，具体地说，是一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置。
【背景技术】
[0002]目前我国已经发展了超大规模电力系统，其中输电系统发展的重要特征是大容量、超高压、远距离、多负荷，同时造成电网结构和运行条件的复杂性提高，造成系统稳定性问题日益突出，这种形势下，在输电系统中装设电力系统稳定器(PSS)的传统方法已不能满足电力系统稳定运行的要求。随着电力电子技术的发展尤其是基于晶闸管技术的进步，柔性交流输电系统(FACTS)逐渐成为现代输电系统中重要的组成部分，它在提高输电系统的传输容量、增强暂态稳定性方面具有显著的优势。
[0003]静止无功补偿器(SVC)是一种并联在输电线路中的FACTS装置，其主要构成部件是晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电抗器(TSR)、晶闸管控制变压器(TCT)等，SVC具有实时调节无功功率的能力，改善电压质量、提供电气阻尼、提高电力系统暂态响应性能。
[0004]SVC在输电系统的运行稳定控制中的作用不仅取决于其装设位置和容量选择，更受到控制方法的影响。目前，SVC装置使用的控制器多采用PID线性控制方法，设计控制器时，被控对象是基于某一平衡工作点的线性化模型或近似线性化模型，控制目标是保持装设点电压恒定，并为系统的机电振荡提供一定的阻尼。
[0005]而装设SVC的输电系统中含有不确定参数，并经常会遭受不确定扰动的影响，而且系统的数学模型呈现非线性特性，因此，基于某一平衡点进行线性化，并假设参数和结构精确已知所设计的线性化控制器，在系统遭受大扰动而工作点发生大范围波动以及参数发生变化时，难以保证被控系统的暂态响应性能。
【实用新型内容】
[0006]针对当前输电系统暂态稳定性控制技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，以克服现有技术中存在的系统建模需要确切已知的系统参数和结构，难以在参数未知和扰动情况下保证输电系统暂态稳定性的问题。通过自适应辨识系统中的不确定参数并利用实时系统参数构造非线性控制律，使SVC能够自适应地调节其输出的无功功率，提高输电系统的暂态稳定性。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0008]—种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，包括:测量模块、交流模拟量输入模块、状态空间转换模块、控制模块、状态空间逆向转换模块、晶闸管触发和控制模±夬、SVC装置模块，所述测量模块将输电系统中建立状态空间模型所需的物理量采集进来，输送给交流模拟量输入模块；所述交流模拟量输入模块将采集的物理量进行数据分析和处理，将建立状态空间模型所需的物理量输出到状态空间转换模块；所述状态空间转换模块通过输电系统中采集的物理量建立输电系统的状态空间模型，并将模型和参数输出送入控制模型；所述控制模块经过调用控制算法，得到控制律和参数自适应律，并输出送入状态空间逆向转换模块；所述状态空间逆向转换模块将控制律和参数自适应律转换成物理量输出送入晶闸管触发和控制模块；所述晶闸管触发和控制模块根据控制律和参数自适应律的物理量计算得到晶闸管的触发角信号并发送相应相位的触发脉冲到SVC装置模块；所述SVC装置模块由触发角信号触发，实时调节输电系统的暂态稳定性。
[0009]作为进一步优选，所述测量模块包括电压传感器、测频器，用于采集线路电压频率等模拟信号。
[0010]作为进一步优选，所述交流模拟量输入模块包括:滤波器，滤除附加在所采集模拟信号上的干扰信号；变量计算器，计算建立系统状态空间模型和控制算法所需使用的变量。
[0011]作为进一步优选，所述状态空间转换模块为微处理器模块，所述微处理器模块完成控制模块算法所需变量的计算和模型状态变量的提取。
[0012]作为进一步优选，所述控制模块为微处理器模块，所述微处理器模块包含非线性控制器和自适应参数估计器。
[0013]作为进一步优选，所述SVC装置模块包括由晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电抗器(TSR)、晶闸管控制变压器(TCT)作为主要组成部件的SVC装置。
[0014]本实用新型的优点是:
[0015]1、控制模块采用非线性控制算法，完整保留了系统的非线性特性，有利于提高非线性电力系统的暂态响应特性。
[0016]2、控制模块中的自适应估计器可以实时辨识系统中不确定参数，根据系统当前运行情况实时调节SVC输出的无功功率，提高输电系统暂态稳定性。
[0017]3、将系统模型建立、控制律和自适应律计算、控制律与晶闸管触发角转换的计算分为三个带有微处理器的模块进行处理，提高了运算速度，加快了系统响应速度。
[0018]4、对于其他种类的柔性交流输电系统(FACTS)装置，只需要在现有控制系统中进行模型参数修改即可以实现其他FACTS装置的非线性控制实现。
【附图说明】
[0019]图1一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置系统结构图。
【具体实施方式】
[0020]为更为详细的阐述本实用新型，该本实用新型一实施例如下:
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置包括测量模块
1、交流模拟量输入模块2、状态空间转换模块3、控制模块4、状态空间逆向转换模块5、晶闸管触发和控制模块6、SVC装置模块7。测量模块I输入端与输电系统相连，测量模块I输出端与交流模拟量输入模块2输入端相连，交流模拟量输入模块2输出端与状态空间转换模块3输入端相连，状态空间转换模块3输出端与控制模块4输入端相连，控制模块4输出端与状态空间逆向转换模块5输入端相连，状态空间逆向转换模块5输出端与晶闸管触发和控制模块6输入端相连，晶闸管触发和控制模块6输出端与晶闸管触发和SVC装置模块7输入端相连，SVC装置模块7输出端与输电系统相连。
[0023]测量模块I所得物理量送入交流模拟量输入模块2，计算所得中间变量和用于控制算法的变量送入状态空间转换模块3，状态空间转换模块建立系统的数学模型，将控制算法所需变量送入控制模块4，控制模块完成控制律计算和参数自适应律计算，由状态空间逆向转换模块5计算出所对应的SVC晶闸管触发角，由晶闸管触发和控制模块6给SVC装置模块7中的晶闸管发送相应的触发角度脉冲信号，完成SVC装置实时控制功能。
[0024]所述交流模拟量输入模块2包括信号滤波器和参数计算器。
[0025]所述控制模块包括非线性控制器和自适应估计器。
[0026]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述，较为具体和详细，但本不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普遍技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，包括:测量模块、交流模拟量输入模块、状态空间转换模块、控制模块、状态空间逆向转换模块、晶闸管触发和控制模块、SVC装置模块，所述测量模块将输电系统中建立状态空间模型所需的物理量采集进来，输送给交流模拟量输入模块；所述交流模拟量输入模块将采集的物理量进行数据分析和处理，将建立状态空间模型所需的物理量输出到状态空间转换模块；所述晶闸管触发和控制模块根据控制律和参数自适应律的物理量计算得到晶闸管的触发角信号并发送相应相位的触发脉冲到SVC装置模块；所述SVC装置模块由触发角信号触发，实时调节输电系统的暂态稳定性。2.根据权利要求1所述的提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，所述测量模块包括电压传感器、测频器，用于采集线路电压频率模拟信号。3.根据权利要求1所述的提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，所述交流模拟量输入模块包括:滤波器，滤除附加在所采集模拟信号上的干扰信号。4.根据权利要求1所述的提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，所述状态空间转换模块为微处理器模块。5.根据权利要求1所述的提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，所述控制模块为微处理器模块，所述微处理器模块包含非线性控制器和自适应参数估计器。6.根据权利要求1所述的提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，所述SVC装置模块包括由晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电抗器(TSR)、晶闸管控制变压器(TCT)作为主要组成部件的SVC装置。
【专利摘要】一种提高系统暂态稳定性的静止无功补偿器控制装置，其特征在于，包括：测量模块、交流模拟量输入模块、状态空间转换模块、控制模块、状态空间逆向转换模块、晶闸管触发和控制模块、SVC装置模块。所述测量模块与输电系统相连，所述交流模拟量输入模块与测量模块和状态空间转换模块相连，所述控制模块与状态空间转换模块和状态空间逆向转换模块相连，所述状态空间逆向转换模块与控制模块和晶闸管触发和控制模块相连，所述晶闸管触发和控制模块与状态空间逆向转换模块和SVC装置模块相连，所述SVC装置模块与输电系统相连。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN204928162
【申请号】CN201520352318
【发明人】张蕾, 景军锋, 张爱民, 李鹏飞, 王晓华, 张宏伟
【申请人】西安工程大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年5月27日