专利名称：微网多目标svg广义比例积分误差校正控制方法
技术领域：
本发明涉及一种SVG的控制方法，特别涉及一种微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法。
背景技术：
随着SVG在电网的广泛应用，在SVG对电压支撑、无功补偿、谐波治理等方面都具有较好的效果，怎么利用控制方法充分利用SVG容量，越来越受到重视。SVG多目标控制的控制变量主要有电压、电流、功率因数、电压畸变率、电流畸变率等。在SVG容量配置过程中，这些变量之间存在着相互影响，使得建立精确的数学模型不可行，也使得传统的PID控制方式变得不适用。现阶段SVG的应用主要是单独只补偿无功或者只进行谐波治理，SVG的容量没有得到充分的利用，存在很大的资源浪费。
发明内容
为了解决SVG多目标控制存在的上述技术问题，本发明提供一种基于目标配置的微网多目标SVG控制方法。本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤
O目标配置规则模块根据当前实时任务目标和公共点电压、功率因数、谐波、SVG直流侧电压偏差的实时采样数据，在不超过SVG安全容量约束的前提下，计算SVG的补偿电流指令信号；
2)广义比例积分控制器和误差校正控制器共同完成将SVG补偿电流指令信号转变为 SVG功率器件的控制脉冲信号的任务，并通过闭环控制保障SVG实际输出的补偿电流跟踪其指令信号。上述的微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法中，所述步骤I)具体步骤为以实时电压偏差阈值作为是否重点进行电压支撑的依据，以实时功率因数作为是否需要重点进行无功补偿的依据，而将电流谐波是否超标作为是否需要重点实施谐波补偿的依据，并且，优先级以电压支撑最高，无功补偿和谐波补偿以是否突破安全阈值来判断其优先级，在均为突破安全阈值的情况下以无功补偿优先级高于谐波补偿。上述的微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法中，所述步骤2)的步骤为在SVG实际输出电流偏差较大时，误差校正控制器直接采用双位控制结构快速减小偏差；在偏差减小到一定范围后，双位控制难以实现周期性信号的无差跟踪，此时误差校正控制器采用广义比例积分控制结构，实现对不同频率周期信号的无差跟踪，提高跟踪控制精度，实现SVG实际输出电流对其指令电流的跟踪。本发明的技术效果在于1)本发明根据当前实时任务目标和公共点电压、功率因数、谐波、SVG直流侧电压偏差的实时采样数据，在不超过SVG安全容量约束的前提下，计算 SVG的补偿电流指令信号，可以充分利用SVG的容量，减少资源浪费；2)本发明采用快调的双位控制结构和无差的广义比例积分控制结构相结合，既可以提高跟踪控制精度，可以保证SVG的稳定工作。
图
图
图
图
图
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。参见图I，该控制方法包括目标配置规则、广义比例积分控制算法和误差校正控制器三大部分。其中，目标配置规则是根据当前实时任务目标(电压支撑/无功补偿/谐波治理及其以上组合)和公共点电压、功率因数、谐波、SVG直流侧电压偏差等实时采样数据，在不超过SVG安全容量约束的前提下，计算SVG的补偿电流指令信号。广义比例积分控制算法和误差校正控制器共同完成将SVG补偿电流指令信号转变为SVG功率器件的控制脉冲信号的任务，并通过闭环控制保障SVG实际输出的补偿电流跟踪其指令信号。其中，在SVG实际输出电流偏差较大时，误差校正控制器直接采用双位控制结构快速减小偏差；在偏差减小到一定范围后，双位控制难以实现周期性信号的无差跟踪，此时误差校正控制器采用广义比例积分控制结构，实现对不同频率周期信号(包括基波及主要特征谐波)的无差跟踪， 提高跟踪控制精度，实现SVG实际输出电流对其指令电流的跟踪。参照附图2，首先确定SVG安全容量约束，安全容量约束=SVG设计容量-容量安全裕度-直流侧电容电压维稳容量，直流侧电容电压的稳定是SVG正常工作所必须的，所以是首先要保证的，且由于直流侧电容电压在波动，因此该安全容量约束是动态的。然后，确定各项指标阈值，包括PCC电压安全范围(超过该范围即启动电压支撑功能)、谐波越限阈值 (以国标为准)、功率因数范围(在此暂用0.95 O. 99)等。另外，图2中的当电网工作在重载下，退出；不在重载时，在容量约束下计算补偿系数，就是指在上述SVG安全容量约束的前提下，计算指令电流的补偿系数，若此时指令电流的幅值在安全容量约束之内，则补偿系数为1，若指令电流幅值超过安全容量约束，也就是说SVG不可能产生足够大的补偿电流， 则补偿系数〈1，并等于SVG等效最大补偿电流除以计算得出的指令电流。第二步是实时采集计算系统功率因数和5、7、11、13、15、17这几次主要谐波电流。 接下来对负荷功率因数进行判断，根据其差异主要分以下逻辑进行控制(1)功率因数不在O. 9至O. 99之间，此时表明系统的功率因数严重偏低或者是系统过补偿，此时无功的动态调整将成为最关键的因素，因此将各次谐波的比例积分系数置零后进入具体控制算法， 相当于系统将全部容量仅用于对无功的补偿；(2)功率因数在O. 9至O. 99之间，此时表明系统无功补偿方面不存在较大问题，还需再行判断谐波电流是否超标，以确认补偿的重点， 这中间同样也分为两个不同逻辑(a)谐波电流未超出国标，此时表明系统当前条件下的电能质量是基本可以接受的，只需在线选取2 3个频率含量较高的谐波，其余谐波比例积分系数置零，进入具体控制算法，相当于对无功和个别频率的主要谐波进行综合补偿，以达到进一步提升综合电能质量的目的；(b)有谐波电流超标，此时表明谐波成为影响电能质量的主要问题，原则上系统容量的分配需要尽量以谐波治理为主，但若此时的功率因数也刚过O. 9，则有可能由于将容量全部用于谐波补偿，在下个控制周期又使得功率因数不合格，则补偿策略又必须回到以基波无功为主，从而导致系统在两种基本策略之间来回震荡， 对系统电能质量的稳定及改善毫无益处，因此需再次判断功率因数是否在O. 95以上。若高于O. 95则基本可以确保系统即使将全部容量用于谐波补偿也不至于使得功率因数不达标，在这种情况下可以将基波的比例积分控制系数置零，将基本策略定为完全以超标的谐波补偿为主；若低于O. 95，为避免系统基本控制策略的震荡反复，将以基本无功和谐波的综合补偿为主。确定无功与谐波补偿的主次并配置完成相应比例积分控制系数后，即可进入广义比例积分误差校正控制算法，获取SVG控制所需的PWM脉冲信号。参见附图3，其控制率如下
权利要求
1.一种微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法，包括以下步骤O目标配置规则模块根据当前实时任务目标和公共点电压、功率因数、谐波、SVG直流侧电压偏差的实时采样数据，在不超过SVG安全容量约束的前提下，计算SVG的补偿电流指令信号；2)广义比例积分控制器和误差校正控制器共同完成将SVG补偿电流指令信号转变为 SVG功率器件的控制脉冲信号的任务，并通过闭环控制保障SVG实际输出的补偿电流跟踪其指令信号。
2.根据权利要求I所述的微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法，所述步骤1)具体步骤为以实时电压偏差阈值作为是否重点进行电压支撑的依据，以实时功率因数作为是否需要重点进行无功补偿的依据，而将电流谐波是否超标作为是否需要重点实施谐波补偿的依据，并且，优先级以电压支撑最高，无功补偿和谐波补偿以是否突破安全阈值来判断其优先级，在均为突破安全阈值的情况下以无功补偿优先级高于谐波补偿。
3.根据权利要求I所述的微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法，所述步骤2)的步骤为在SVG实际输出电流偏差较大时，误差校正控制器直接采用双位控制结构快速减小偏差；在偏差减小到一定范围后，双位控制难以实现周期性信号的无差跟踪，此时误差校正控制器采用广义比例积分控制结构，实现对不同频率周期信号的无差跟踪，提高跟踪控制精度，实现SVG实际输出电流对其指令电流的跟踪。
全文摘要
本发明公开了一种微网多目标SVG广义比例积分误差校正控制方法。它包括以下步骤目标配置规则模块根据当前实时任务目标和公共点电压、功率因数、谐波、SVG直流侧电压偏差的实时采样数据，在不超过SVG安全容量约束的前提下，计算SVG的补偿电流指令信号；广义比例积分控制器和误差校正控制器共同完成将SVG补偿电流指令信号转变为SVG功率器件的控制脉冲信号的任务，并通过闭环控制保障SVG实际输出的补偿电流跟踪其指令信号。本发明可以充分利用SVG的容量，减少资源浪费；并且采用快调的双位控制结构和无差的广义比例积分控制结构相结合，既可以提高跟踪控制精度，可以保证SVG的稳定工作。
文档编号H02J3/01GK102611121SQ201210090870
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者刘路, 刘鹏, 吴远利, 周一勇, 周柯, 奉斌, 宁文辉, 杨艺云, 楚红波, 王凯, 祝文姬, 覃奇, 高立克 申请人:广西电网公司电力科学研究院