[发明专利]V-I-Q自动调节电压及无功功率协同控制系统及方法

说明书

本发明提供一种V‑I‑Q自动调节电压及无功功率协同控制系统及方法，系统包括公共母线电压采样电路、发电机电枢端电压采样电路、发电机电枢端电流采样电路、发电机励磁电流采样电路、有功功率采样电路、频率检测器、变频器、PWM发生器、VIQ协同控制器、备用VIQ协同控制器、通信装置、稳压电源以及切换控制器。优点为：VIQ协同控制算法具有自适应能力，可对每套柴油发电机组进行逻辑控制和闭环调节，以发电机电枢端电压稳定、频率稳定和输出的无功功率相等为目标，调节各柴油发电机组的励磁电流，优化控制发电机组并网运行自动适应负荷能力，实现多机多任务的发电机组协同控制优化，在船舶与海洋工程领域获得显著的经济社会效益。

技术领域

本发明属于船舶电站及其自动化控制技术领域，具体涉及一种V-I-Q自动调节电压及无功功率协同控制系统及方法。

背景技术

船舶电站是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。保证船舶电站的安全稳定运行，具有重要意义。

船舶电站的多台柴油发电机(DG)组以并联方式运行，目前，每套发电机组各自需要配备一套AVR自动电压调节器、一套功率控制器和一套并车管理单元，它们之间独立运行，相互影响，导致调节过程振荡；此外，控制器太多，缺少等时同步实时通讯能力，导致控制品质较差。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种V-I-Q自动调节电压及无功功率协同控制系统及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种V-I-Q自动调节电压及无功功率协同控制系统，包括：公共母线电压采样电路、每套柴油发电机组的发电机电枢端电压采样电路、每套柴油发电机组的发电机电枢端电流采样电路、每套柴油发电机组的发电机励磁电流采样电路、每套柴油发电机组的有功功率采样电路、每套柴油发电机组的频率检测器、每套柴油发电机组的变频器、每套柴油发电机组的PWM发生器、VIQ协同控制器、备用VIQ协同控制器、通信装置、稳压电源以及切换控制器；

所述公共母线电压采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机电枢端电压采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机电枢端电流采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机励磁电流采样电路、所述每套柴油发电机组的有功功率采样电路和所述每套柴油发电机组的频率检测器分别通过一个主控制开关连接到所述VIQ协同控制器的输入端；

所述公共母线电压采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机电枢端电压采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机电枢端电流采样电路、所述每套柴油发电机组的发电机励磁电流采样电路、所述每套柴油发电机组的有功功率采样电路和所述每套柴油发电机组的频率检测器分别通过一个备控制开关连接到所述备用VIQ协同控制器的输入端；

所述VIQ协同控制器的输出端依次通过每套柴油发电机组的PWM发生器和每套柴油发电机组的变频器后，连接到每套柴油发电机组的励磁电流调节端子；

所述VIQ协同控制器还分别与所述通信装置和所述稳压电源连接；所述备用VIQ协同控制器还分别与所述通信装置和所述稳压电源连接；

所述切换控制器分别与所述主控制开关和所述备控制开关连接。

本发明还提供一种V-I-Q自动调节电压及无功功率协同控制方法，包括以下步骤：

步骤1，VIQ协同控制器预建立VIQ协同控制模型；所述VIQ协同控制模型包括发电机电压电流控制模型、发电机无功功率控制模型和发电机励磁电流控制模型；

其中：

发电机电压电流控制模型：