[发明专利]一种基于DSP的磁控电抗器控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量稳定技术领域，尤其涉及一种基于DSP的磁控电抗器控制方法及系统。

背景技术

随着我国工业的飞速发展，对电力的需求越来越大，同时对电力供应的要求也越来越高，这就要求高效率、高质量的电力传输系统，智能电网应运而生。智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化的特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网，它具有电能和信息双向流动特点，同时集分布式计算和实时通信的优越性于一体。智能电网的核心在于电网中电力供应商与用户之间的交互。

智能电网由很多部分组成，包括：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。由此可见，智能电网的建设，势必会带来以下问题：

1、现代工业、服务业和居民用电设备迅速增多，供电范围不断增大；

2、城市电网中使用了大量的电缆线路，使线路对地电容增大并且形成很大的容性电流，造成电网中线路末端电压升高、线路损耗增加、供用电效率降低；

3、家用电器和办公设备(如彩电、变频空调、计算机、通讯设备等)以及工业生产中各种自动化生产线、自动控制系统、变频调速设备、精密测量仪表设备等的广泛应用，会产生大量的谐波，因为这些设备内部都含有大量的整流逆变器件或装置，如开关电源、变频器以及荧光灯等；

4、电网和用电系统中其他非线性负荷、冲击性负荷、干扰性负荷日益增加，也不断地影响电能质量。这些负荷在运行中，不仅会产生大量的无功功率，使功率因数降低。

因此，在大电网条件下，改善电网的运行质量，提高电网的功率因数，减少线路损耗，有效地减少无功对电网的污染，保证高质量的电力供应已经成为当前电力传输领域中重要的技术焦点。其中，无功功率的平衡对提高电网的功率因数，改善电能质量是至关重要的。磁阀式可控电抗器(Magnetic-Valve Controllable Reactor,MCR)，作为现代电力系统中的新型无功补偿装置，综合了传统无功补偿装置的优点，其配合固定电容+可控电抗器所形成的并联补偿器，满足了电力系统中运行方式多变、负荷变化快的特点，实现平滑调节无功功率，可靠性高，谐波小，是电力系统中动态无功补偿的较好选择。

目前，磁控电抗器的控制系统大多是存在着控制速度慢，精度不高、响应速度和超调量无法兼顾等缺点，制约了MCR优良性能的应用。因此为了在提高响应速度的同时，减小超调和稳态误差，需要设计更加先进用于控制磁控电抗器的控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DSP的磁控电抗器控制方法及系统，优化控制系统性能，提高响应速度，增强稳定性和抗干扰能力。

为解决上述问题，本发明提出一种基于DSP的磁控电抗器控制方法，包括：

实时采集电力系统输入的电力信号以及磁控电抗器输出侧的电力信号，所述电力系统输入的电力信号作为输入信号，所述磁控电抗器输出侧输出的电力信号作为反馈信号；

对所述输入信号和所述反馈信号进行信号调理，同时对所述输入信号进行同步处理得到与所述输入信号同步的同步信号，输入信号、反馈信号以及同步信号一并送入DSP；

DSP以同步信号为基准，根据瞬时无功算法和有理插值法对所述输入信号和输出电力信号计算，获得当前时刻所要输出的无功补偿控制量；

DSP根据所述反馈信号对所述无功补偿控制量进行模糊滑模控制调节；

所述DSP以同步信号为基准，根据模糊滑模控制调节后的无功补偿控制量产生当前时刻所要输出的PWM控制信号；

晶闸管根据所述PWM控制信号进行导通角变换，以控制磁控电抗器对电力系统的输入进行无功补偿。

进一步的，对所述输入信号和所述反馈信号进行信号调理的步骤包括：

对所述输入信号中的电压信号进行同步处理，生成所述同步信号并送入DSP；

对所述输入信号进行放大、电平提升以及滤波，并送入DSP。

进一步的，所述DSP在获得当前时刻所要输出的无功补偿控制量之前，还包括：

将接收的所述输入信号和所述反馈信号转换为数字信号；

根据瞬时无功算法对所述输入信号和所述反馈信号计算，获得所述电力系统输入的电力学参数，所述电力学参数包括有功功率、无功功率和功率因数中的至少一种；