[实用新型]多套自动控制的电力设备平衡输出的复合控制结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于多套电力设备实现平衡输出的控制结构。

背景技术

随着经济发展和技术进步，大量的自动化控制的大功率电力设备广泛应用于电信、能源、交通运输、军事装备、材料工程、电力系统和电气传动领域，用于驱动电气传动机构、作为变频电源、调节电网电压潮流等。随着自动化控制的电力设备的普及，在某些场合为了满足大容量或者运行灵活性，在同一安装点布置了两套或者两套以上的自动控制的同种设备，这就产生了多套设备之间如何平衡输出的现实问题，特别是如何在电力系统暂态和稳态下都保持平衡输出并同时保持各套设备的控制系统的各自独立运行。

对于在同一地点安装的多套具有独立的自动控制系统的电力设备，即使运行工作特性曲线完全相同，由于传感器、控制器、功率元件等的误差，它们的输出也会产生偏差，如果没有特殊的额外手段加以修正，它们就不能保持在工作特性曲线的相同工作点上，即输出不能平衡，并且在多套设备之间可能会产生相互干扰出现振荡。

许多变量都会影响控制器的测量，但是其中只有一部分变量是可控的，其中一个变量必须由控制器进行控制，其余变量被定义为控制回路的扰动变量。扰动是永远存在的，因为这些扰动将会使控制参数偏离设定点，控制器也必须对此做出反应。在传统的PID反馈控制回路中，直到这些扰动对被控变量造成的影响在测量信号中显示出来，控制器才开始动作，在此之前控制器根本没意识到这些扰动也就无法对其做出相应的调节。这样控制器只能根据控制器中计算得到的偏差来尝试做出正确的补偿，反馈回路的振荡反应就是这种解决过程的明显表现。

目前，在同一地点安装多套自动控制的电力设备之间的平衡输出问题见于报道的解决方法通常是采用同一个控制系统，通过一个控制器产生各套设备输出单元的输出分配的指令，这实际上从严格意义上仍然只能算做是一套设备，而不是各自具备自身独立控制系统的多套设备；其应用范围是有局限性的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多套自动控制的电力设备平衡输出的复合控制结构，通过修改控制系统结构，增加前馈环节抵消了干扰信号带来的影响，使得两套设备前馈、反馈、参考值经过加减环节后得到的偏差变化方向相同，避免了因为两套设备的控制回路接收到不同相位的输入量导致两套设备之间输出的振荡。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

多套自动控制的电力设备平衡输出的复合控制结构，由PID控制环节、输出控制环节、电力系统、测量环节、本套设备的放大环节、求和环节顺序构成闭环负反馈控制结构，其特征在于，在所述闭环负反馈控制结构中，本套设备的放大环节信号输入求和环节时，同时输入另一套设备的输出放大环节。

在所述闭环负反馈控制结构中，在测量环节后增加求和环节，另一套设备的输出信号输入求和环节后，与原设备的反馈量一起输入放大环节，即共用一个放大环节。

与现有技术相比，本实用新型的新颖性和创造性体现在：通过引入其他设备的输出经过前馈环节进入设备的自动控制系统，可实现多套输出等级均衡功率输出。

附图说明

图1是常用的传统闭环负反馈的控制框图；

图2是增加引入非自身信号的前馈环节后的控制框图；

图3是前馈与反馈环节采用相同放大系数后的简化控制框图；

图4是两套SVC采用复合控制结构后的输出曲线图。从上至下曲线分别为：电网电压，第一套SVC输出电流，第二套SVC输出电流。

具体实施方式

实施例1

多套自动控制的电力设备平衡输出的复合控制结构，该控制结构通过在传统的闭环负反馈结构增加一个前馈输入环节，将传统的负反馈结构修改为反馈与前馈相结合的复合控制结构。

见图1，原控制系统的结构由PID控制环节、输出控制环节、电力系统、测量环节、放大环节、求和环节顺序构成闭环负反馈控制结构。

见图2，本实用新型在传统的图1所示的闭环负反馈控制结构中增加了另一套设备在该套设备中的前馈输入环节，即本实用新型的控制结构为：由PID控制环节、输出控制环节、电力系统、测量环节、本套设备的放大环节、另一套设备的前馈输入放大环节、求和环节顺序构成闭环负反馈控制结构。

假定考虑两套自动控制的电力设备，更多套的情况可以依此类推。对于一套设备的控制系统，在原闭环负反馈控制结构上将自身的反馈通道的放大系数减少到原先的k倍(0＜k＜1)，再引入另一套设备的反馈量增加前馈环节，前馈环节放大系数设为1-k倍。

该方法需要满足的控制条件是：

1)各套设备需要设置成相同的自动控制结构；