[发明专利]一种基于改进斜率调节的DSTATCOM群无功电压协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种基于改进斜率调节的DSTATCOM群无功电压协调控制方法。 

背景技术

新能源大量接入配网会给配网系统带来很多新的问题，其中无功电压问题是最为受关注的问题之一。目前在新能源并网点安装无功补偿装置是维持并网点电压稳定的最常见的手段。 

电力系统是一个发输配同时进行的动态平衡系统，电力系统的瞬时不平衡将导致系统安全稳定问题，因此要求无功补偿装置能够快速响应。但实际的低压配网系统中，一般都采用机械式投切装置，满足不了电力系统对快速性的要求。然而，随着FACTS装置的快速发展，通过FACTS装置的快速响应及连续调节实现对电压、无功潮流等的快速平滑连续控制，解决了传统电力系统无法解决的问题。 

而FACTS家族中基于变流器并联补偿装置的低压静止同步补偿器(DSTATCOM)装置以其体积小，调节速度快，变流器的工作范围大，输出的电流独立于电压，因此在配电系统越来越广泛应用。 

在许多实际应用中，DSTATCOM并不是作为一个理想的电压调节器来使用的，而是允许输出端电压随着输出电流成一定比例的变化，即DSTATCOM的输出无功根据系统电压的变化采用斜线控制。斜率调节能使得牺牲很小的电压调节换取额定容量的大大减少，并且防止电压的微小波动使得DSTATCOM频繁运行于无功极限状态。现有文献关于DSTATCOM的研究中，主要包括DSTATCOM的建模仿真分析，DSTATCOM与发电机的分散协调控制，抑制次同步谐振的机理分析，故障情况维持电压稳定控制策略，一个静止无功补偿器的多个控制目标进行优化控制等方面的内容。然而，针对配网系统中相邻区域多个DSTATCOM同时运行时，如何协调控制合理分配无功出力尚未有深入研究。 

实现DSTATCOM群的协调运行的关键是能够共同分担电网的无功需求，而不是使得DSTATCOM之间的出力处于互补的工况。实际系统中，DSTATCOM的并入位置具有分散性，各个DSTATCOM的额定容量也不尽相同，并网点对应线路阻抗也不相同，并且低压配网系统中线路的电阻值较大，有功功率的传输对电压的影响也相当大，而且为了摆脱对通信的依靠，如何使得各个DSTATCOM在无需通信的情况下实现按自身的额定容量比例分配无功出力，实现共同分担无功功率，是目前急需解决的问题。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明结合DSTATCOM在实际工程应用中的无功输出特性，提出了一种基于斜率调节的DSTATCOM群的无功电压协调控制方法；使其在无需通信的情况下，多个DSTATCOM在斜率调节下进行协调控制，实现各个无功补偿装置的无功输出分配合理，在实现设备的优化运行的同时确保电网的安全稳定运行。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案为： 

一种基于改进斜率调节的DSTATCOM群无功电压协调控制方法，包括以下步骤： 

(1)建立计及网架参数条件下无功电压与斜率调节下的分布式电源输出有功电流及DSTATCOM输出无功电流之间的关系； 

(2)由步骤(1)得出的网架参数与无功电压、分布式电源有功电流及DSTATCOM输出无功电流之间的关系整定出各个DSTATCOM的调节斜率，合理分配各个DSTATCOM的无功输出； 

(3)由步骤(2)整定出的调节斜率得到无功装置的比例增益，并在基准电压基础上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM新的电压参考值，建立基于斜率调节的DSTATCOM群协调控制方法。 

其中各步骤具体的实现方式为： 

步骤(1)是通过建立分布式电源输出有功功率及DSTATCOM输出的无功功率，得到计及网架参数条件下的无功电压、斜率调节下的分布式电源输出的有功电流及DSTATCOM输出的无功电流之间的关系，具体如下： 

分布式电源输出的有功功率如式(1)所示，DSTATCOM输出的无功功率如 

式(2)所示：