[发明专利]一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法，包括以下步骤：当所述高压动态无功补偿装置正常运行时，所述高压动态无功补偿装置的n级SVG节点为在线运行状态，m级SVG节点为旁路冗余状态；当所述高压动态无功补偿装置在线运行的一级的SVG节点发生可旁路故障后，将该级的SVG节点切换为旁路状态，并从m级SVG节点中选择一个节点投入运行。本发明实施例提供的一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法，确保了故障发生后系统中SVG节点级数和SVG系统运行状态与故障前保持一致，控制过程简单便捷，无需重新设置控制载波，控制过程的代码非常量小，不会对电网电压与电流的谐波畸变率造成任何影响。

技术领域

本发明属于高压动态无功补偿技术领域，特别涉及一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法和装置。

背景技术

高压动态无功补偿装置又称为静止无功发生器或静止同步补偿器(Static VarGenerator，简称SVG)，是指通过自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。主要用于对配电网中的非线性负载进行动态无功补偿和谐波治理，改善配电网电能质量。相对于早期采用的同步调相机、电容器等无功补偿装置，SVG系统具有谐波低、效率高、动态响应速度快等优点，成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。现有的采用SVG系统的中高压输配电系统中：一方面，由于SVG设备的核心开关器件通常为IGBT，受到单级IGBT最高耐压值的限制，通常要采用级联型SVG架构，以实现与电网的电压等级相匹配：另一方面，多级SVG系统通常采用链式结构，为避免某一级SVG节点设备出现故障而导致整个系统失效，需要在链式结构中增加一级或多级SVG节点作为冗余备份。例如，如图1所示，在某一中高压输配电系统中，按照电压等级匹配，理论上需要配置n级SVG节点，但是在实际应用中采用了n+m级的结构，其中额外配置的m级SVG节点可作为冗余备份。

现有技术中，对于采用n+m级SVG节点的输配电系统，n+m级SVG节点同时在线工作，每级SVG节点根据FPGA独立输出的控制载波运行。当DSP检测到某台SVG节点出现异常时，通过旁路装置将该故障节点旁路，从而将其从系统中脱离；此时SVG节点的级数将变成n+m-1级。为了确保n+m-1级SVG节点正常运行，需要对各级SVG节点的控制载波进行调整。现有的调整方法包括两种：第一种是采用载波延时的方法进行载波的再分配，该方法无须改变现有载波的波形和频率，仅须将剩余n+m-1级SVG节点的控制载波分别设置不同的延时。显然，该控制方法在实现上较为简单，但是由于SVG系统的级数减少，将导致电网的电压及电流谐波畸变率明显上升。第二种方法是为剩余n+m-1级SVG节点重新分配载波，例如采用中国专利申请201210336049.5“一种适用于级联型SVG的单载波控制方法”所公开的载波分配方法。由于级联型SVG的级数发生改变，需要重新设计载波的分配方式并计算每一个载波的频率，控制过程复杂，导致DSP及FPGA中涉及载波生成过程及控制过程的代码量变大，容易出现BUG且不易查错。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法，能够有效解决当SVG系统出现可旁路故障时，因SVG系统级数发生变化而导致的电网电压及电流谐波畸变率上升或控制过程复杂的弊端。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法，所述高压动态无功补偿装置包括n+m级SVG节点，其中n和m均为自然数；所述基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法包括以下步骤：

当所述高压动态无功补偿装置正常运行时，所述高压动态无功补偿装置的n级SVG节点为在线运行状态，m级SVG节点为旁路冗余状态；

当所述高压动态无功补偿装置在线运行的一级的SVG节点发生可旁路故障后，将该级的SVG节点切换为旁路状态，并从m级SVG节点中选择一个节点投入运行。

可选的，所述从m级SVG节点中选择一个节点投入运行的方法为：