[发明专利]电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于无功补偿装置技术领域，尤其涉及一种电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法、装置以及一种无功补偿装置控制系统。

背景技术

目前无功补偿装置控制原理主要是根据系统无功功率需求量来调整补偿器晶闸管控制角，通过改变晶闸管控制角以改变三相等效电抗获得相应的无功功率，其抽象的变化规律是当控制角α增大时，补偿装置等效电抗增加，电抗放大系数k增加，补偿装置输出的无功功率Q减小；当控制角α减小时，补偿装置等效电抗减小，电抗放大系数k减小，补偿装置输出的无功功率Q增大。由于电抗放大系数k与控制角α之间是非线性关系，而放大系数k与无功功率Q之间是线性关系，因此设计系统控制器时可以根据放大系数k与无功功率Q之间函数关系来设计状态反馈系统或输出反馈系统。又由于随着放大系数k的增加无功功率Q逐渐减小，二者呈现反比关系，增加了设计控制器的复杂度，而且通过反比例关系设计的控制器系统具有一定的延时影响，响应速度比较慢。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法、装置以及一种无功补偿装置控制系统，旨在解决现有现有无功补偿装置控制系统设计复杂、动态响应速度慢的技术问题。

一方面，所述电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法包括下述步骤：

在频域上确定无功补偿装置输出的无功功率与电抗放大系数倒数的传递函数；

根据所述传递函数获取无功补偿装置的状态模型；

建立优化指标函数模型并结合黎卡提方程获取正定对称矩阵，得到二次型调节器增益；

根据所述增益以及无功补偿装置的设定无功功率，确定在时域上电抗放大系数倒数与无功功率的关系。

另一方面，所述电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取装置包括：

传递函数确定单元，用于在频域上确定无功补偿装置输出的无功功率与电抗放大系数倒数的传递函数；

状态模型建立单元，用于根据所述传递函数获取无功补偿装置的状态模型；

增益获取单元，用于建立优化指标函数模型并结合黎卡提方程获取正定对称矩阵，得到二次型调节器增益；

关系获取单元，用于根据所述增益以及无功补偿装置的设定无功功率，确定在时域上电抗放大系数倒数与无功功率的关系。

第三方面，所述无功补偿装置控制系统由所述的时域上电抗放大系数倒数与无功功率的关系得到，包括减法器、增益器、第一处理单元和第二处理单元，所述减法器的正极输入端用于输入无功补偿装置的设定无功功率，所述减法器的输出端、增益器、第一处理单元和第二处理单元顺次连接，所述第一处理单元的输出端连接到所述减法器的负极输入端。

本发明的有益效果是：本发明通过获取放大系数倒数k′与无功功率Q之间的一阶函数关系，设计了一种基于LQR(Linear quadratic regulator，线性二次型调节器)的无功补偿装置控制系统，该控制系统避免了状态观测给系统带来的延时影响，保证系统具有快速的动态响应性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法的流程；

图2是本发明本发明实施例提供的电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取装置的结构图；

图3是本发明实施例提供的无功补偿装置控制系统的结构图；

图4是无功功率跟踪响应曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的电抗放大系数倒数与无功功率关系的获取方法包括下述步骤：

步骤S101、在频域上确定无功补偿装置输出的无功功率与电抗放大系数倒数的传递函数。

假设系统采样频率为f_s，单位Hz，记录初始时刻t₀和截止时刻t_s之间各个采样点时刻t下，电抗器放大系数倒数k′(t)和补偿装置输出的无功功率Q(t)，其中t₀≤t≤t_s。