[发明专利]微电网与大电网间的传输功角的补偿装置及补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传输功角的补偿装置及补偿方法，尤其涉及一种微电网与大电网间的传输功角的补偿装置及补偿方法。

背景技术

在以新能源组成的微电网与大电网经输电线路传输有功功率的过程中，若输电线路中出现小扰动，则会呈现静态稳定问题，这样在有功功率传输的功角运行特性曲线上，为解决静态稳定问题需要对线路中功角补偿装置的相应开关进行迅速、精确的操作，以使有功功率传输的功角运行特性曲线运行在初始静态工作点上，这样就需要建立相应的静态稳定的控制方法。若输电线路故障会呈现暂态稳定问题，为解决故障暂态稳定问题需要对输电线路中功角补偿装置的相应开关进行快速的操作，以使有功功率传输的功角运行特性曲线为满足输电线路极限稳定要求，在有功功率传输的功角运行特性曲线达到极限切除角之前完成功角补偿装置相应开关的操作，这样就需要建立相应的暂态稳定的控制方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在传统的有功功率传输的功角运行特性曲线的功角补偿装置中，多采用可控硅整流器(SCR)或可关断的可控硅整流器(GTO)进行调节，此功角补偿装置获得的交流调节控制量谐波分量大，精确度差，其对应的控制方法易对静态稳定的精确控制产生误操作。另外，传统的功角补偿装置中基于SCR或GTO开关的调节速度较慢，在输电线路发生暂态故障时，有功功率传输的功角运行特性曲线上故障切除角有可能超过极限切除角，使系统失去暂态稳定，不能满足输电线路稳定运行的实时控制要求，因此，在有功功率传输的功角运行特性曲线运行在接近稳定极限状态时，由于速度慢、精确度差，传统的功角补偿装置易对微电网与大电网之间输电线路的稳定运行造成潜在或直接失去稳定的威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传输功角的补偿装置及补偿方法，充分利用IGBT模块的快速响应特性，迅速调节输电线路上的有功功率和功角偏移的变化，使得有功功率和功角偏移处于合理的范围内。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种微电网与大电网间的传输功角的补偿装置，包括降压变压器、二极管整流模块、IGBT模块、功角补偿变压器以及中央处理模块，其中，所述降压变压器与所述微电网侧连接，用于对微电网侧的电压进行降压处理；所述二极管整流模块，用于对所述降压变压器降压后的电信号进行整流处理；所述IGBT模块，用于根据所述中央处理模块输出的PWM控制信号，将所述二极管整流模块整流后的直流电信号转换为交流信号，并输出到所述功角补偿变压器；所述功角补偿变压器，设置在微电网与大电网间的输电线路上，用于对IGBT模块产生的交流电压信号进行升压处理，并叠加到所述输电线路的电信号上；所述中央处理模块，进行如下处理：

获取t时刻和t-1时刻的所述功角补偿变压器的原边线圈的功角偏移α(t)、α(t-1)，所述微电网侧的电源向量所述大电网侧的电源向量输电线路的电抗jX_L(t)、jX_L(t-1)，所述与之间的夹角δ(t)，所述与之间的夹角δ(t-1)；

如果所述α(t)的绝对值在第一阈值以下，则执行如下操作：

通过如下公式计算t时刻和t-1时刻的所述微电网侧向大电网侧输送的第一有功功率P(t)、P(t-1)，其中，以下公式中的正负号根据α(t)、α(t-1)相对于δ(t)、δ(t-1)的偏移方向而定，向δ(t)、δ(t-1)增大的方向偏移为正，向δ(t)、δ(t-1)减小的方向偏移为负：