[实用新型]一种非线性增益的SVC控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力控制技术，具体的讲是一种非线性增益的SVC控制器。

背景技术

作为提高电压质量、降低系统网损和提高系统电压稳定水平的重要手段，SVC无功补偿技术经过数十年的发展已逐步应用于输电系统。目前，随着大规模风电并网的发展，风电场并网点常常位于系统较为薄弱的偏远地区，接入点的网络短路容量随运行方式的不同变化范围很大，因此风电场动态无功控制相对于传统火电厂更加困难。

当SVC控制器应用于网络短路容量变化范围很大的场合，电压调节器的增益是在最弱的网络状态或是在最严重的预想事故情况下进行优化的，以确保在这种运行方式下能获得快速、稳定的响应。若此增益保持恒定，即使网络处在正常的结构并具有大得多的短路容量，响应也会相当慢。但从电网运行角度考虑，总是希望SVC能够在网络结构的所有变化范围内，具有快速的响应特性。

如图1所示，为现有技术中SVC控制器采用的控制策略，现有技术的SVC控制器采用PID方式的恒电压方式，其具体实现框图如图1所示。

设采样得到的反馈电压值为U_real，目标电压值为U_goal，其计算方法为U_real=K*I_TCR+U_set，电路达到稳态时，目标电压=反馈电压。

其中，U_set：模式选择参数里面设定的目标电压值；

I_TCR：电抗起本体电流；

K：电压控制斜率。

图1所示的系统的总的传递函数为：

G(s)=KP(1+1TIs+TDs)]]>

其中，K_P为比例增益系数；T_I为积分时间常数；T_D为微分时间常数。

由于SVC在强系统中的适度响应会随着系统强度的减弱而变快，如果调节器的参数是基于强系统来优化的，当上述控制器中比例增益K_P，积分增益K_i和微分增益K_D均采用常数时，那么当系统变弱时，SVC的响应就会变的不稳定。这意味着在系统强度的变化范围内为了保证响应的稳定性，SVC调节器的增益应当相对于最弱的系统状态来优化。但如果调节器的参数基于最弱的系统状态来优化，SVC在适度强弱系统状态下的动态响应时间指标又可能难以满足标准的要求。

现有技术中，还通过手动操作进行增益切换这种方法预先确定对应不同系统运行方式的最优调节器增益，操作人员根据断路器的状态信号判断系统的运行方式，然后手动切换调节器的增益。这样，对于较强的系统可以采用较高的增益以得到快速的响应；而对于较弱的系统可采用较低的增益以满足系统的稳定性。

手动选择增益无法跟上系统网络状况的变化，当网络发生大的突变时，这种手动切换过程可能会引起控制失稳。即使上述切换过程能够自动进行，确定众多网络运行方式下的最优增益也不一定总是可行的。

实用新型内容

本实用新型提供了一种非线性增益的SVC控制器根据电压输入偏差的大小动态变化。

一种非线性增益的SVC控制器，包括：输入装置，增益选择装置以及PID控制器，所述输入装置通过所述增益选择装置与所述PID控制器相连接；其中，所述输入装置接收输入的SVC控制器的母线电压和参考电压，所述增益选择装置根据所述SVC控制器的母线电压和参考电压的差值确定增益参数，所述PID控制器装置根据确定的增益参数生成电压增益调节信号。

优选的，本实用新型实施例中的增益选择装置为现场可编程门阵列。

优选的，本实用新型实施例中的增益选择装置包括：

比较模块，用于比较所述母线电压和预设的参考电压确定电压偏差值；