计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法技术

本发明专利技术公开了计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对含有轧机负荷的配电网接入TCR+FC型SVC补偿系统；步骤2、通过触发角调节TCR+FC型SVC补偿系统的电纳值，调节配电网的无功补偿；步骤3、采集该配电网母线电压，并采用含SOGI的锁相策略确定触发角，实现配电网各支路电压精确配置。克服了部分配电网中由于含有轧机类冲击负荷引起配电网电压波动和闪变、降低电网电能质量问题，还具有经济效益高、适应性好的特点。适应性好的特点。适应性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法


[0001]本专利技术属于配电网配电优化
，具体涉及计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法。

技术介绍

[0002]随着我国部分地区经济的迅猛发展，用电负荷增长非常迅速，特别是轧机类冲击性负荷正在朝着容量大型化和超高功率化的方向发展。正是由于炼钢业的迅猛发展，使得电网承受了许多来自轧机类负荷的影响，从而造成部分配电网电压波动、电能质量降低。同时由于缺少有效的动态无功调节方法，给在计及轧机负荷的配电网下的电力用户带来一系列的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，克服了部分配电网中由于含有轧机类冲击负荷引起配电网电压波动和闪变、降低电网电能质量问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1、对含有轧机负荷的配电网接入TCR+FC型SVC补偿系统；
[0006]步骤2、通过触发角调节TCR+FC型SVC补偿系统的电纳值，调节配电网的无功补偿；
[0007]步骤3、采集该配电网母线电压，并采用含SOGI的锁相策略确定触发角，实现配电网各支路电压精确配置。
[0008]本专利技术的特点还在于：
[0009]步骤1中TCR+FC型SVC补偿系统是由并联电容器组和可控硅控制的电抗器组成。
[0010]步骤2具体过程为：设置触发角α调节可控硅控制的电抗器的电纳值，根据该电纳值计算含轧机类负荷的配电网的无功补偿，再结合并联电容器组向系统注入的无功功率，计算TCR+FC型SVC补偿系统对含轧机类负荷的配电网的总无功补偿。
[0011]计算TCR+FC型SVC补偿系统对含轧机类负荷的配电网的总无功补偿的具体过程为：
[0012]电抗器的等值基波电纳表达式为：
[0013][0014]TCR+FC组合型SVC的等效电纳表达式为：
[0015][0016]电抗器获得的补偿容性无功功率为：
[0017][0018]电容器在导通时，获得补偿感性无功功率为：
[0019]Q
FC
＝U2ωC
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0020]TCR+FC组合型SVC向配电网注入的无功功率为FC型SVC和TCR型SVC二者单独使用时向系统注入的无功功率的代数和，即总无功补偿为：
[0021][0022]式(7)中：α为触发角，ω为电源额定角速度，X
L
＝ωL为电抗器基波电抗，C为电容器电容，U为SVC所连接处的母线电压。
[0023]步骤3具体过程为：通过锁相环模块测量配电网母线电压得到θ角作为输出信号，采用触发脉冲产生模块产生预选触发角α1，将θ角与预选触发角α输入PSCAD/EMTDC仿真平台进行模型搭建以及仿真分析，当预选触发角α1与信号θ上升沿相交时，产生触发脉冲信号P调节可控硅控制的电抗器的电纳值，通过该电纳值和通过实际测量后计算得到的补偿电纳值的差值
△
B
TCR
来调整给定的预选触发角，直到
△
B
TCR
不高于0.01时，将预选触发角α1作为TCR+FC型SVC补偿系统的触发角α。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，克服了部分配电网中由于含有轧机类冲击负荷引起配电网电压波动和闪变、降低电网电能质量问题，还具有经济效益高、适应性好的特点。
附图说明
[0026]图1是本专利技术采用的SOGI锁相策略原理图；
[0027]图2是本专利技术含SOGI锁相策略的TCR+FC型SVC控制原理；
[0028]图3是基于实测数据下的电压瞬时值波形；
[0029]图4是本专利技术采用的实施例电网实际线路等效图；
[0030]图5是轧机负荷投入前后各点电压瞬时值波形图；
[0031]图6是不含SOGI锁相策略的SVC治理方法投入后各点电压瞬时值的波形图；
[0032]图7是含SOGI锁相策略的SVC治理方法投入后各点电压瞬时值的波形图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0034]本专利技术计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，具体按照以下步骤实施：
[0035]对含有轧机负荷的配电网接入TCR+FC型SVC补偿系统；TCR+FC型SVC补偿系统是由并联电容器组和可控硅控制的电抗器组成。
[0036]本专利技术中轧机的驱动主要包含异步电机、同步电机、直流电机3种，对不同类型驱动的轧机进行负荷建模时应以相应的电机模型为基础。考虑到异步电机模型在电力系统负荷模型中的广泛适用性，以异步电机为例建立了基于数据修正后的、能体现功率需求主动
性的轧机新模型。
[0037]为体现轧机负荷的主动性和冲击性，可将异步电机动态模型中的负载转矩T
m
表示如下：
[0038]T
m
＝F(T0,T1,T2,T3,T4；ΔT
m
)+K
L
[α+(1
‑
α)(1
‑
s)
N
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0039]式(1)中：F(T0～T4,ΔT
m
)为轧机进出料过程中负载转矩的变化部分；K
L
[α+(1
‑
α)(1
‑
s)
N
]为轧机的空载或基本负载转矩T
m0
；s为电机转差率；K
L
为负载系数；α表示的是与转速有关的阻力矩系数。
[0040]负载转矩表达式(1)不仅体现了轧机生产过程中负载转矩的需求，还反映了转速变化对实际负载转矩的影响。
[0041]建立体现冲击负荷功率需求主动性的轧机模型如式(2)：
[0042][0043]公式中：T
j
为电动机惯性时间常数；T
m
为负载的转矩；T
e
为电磁转矩；E
’
为感应电机等效内电势；T
d
’0为定子开路时的转子绕组时间常数；K
Z
表示的是将电机本身基值阻抗折算为系统基值阻抗的系数；X为定子空载电抗；X
’
为短路电抗；I为定子电流相量；f0为系统频率；K
P
为系统标幺值至电机本身标幺值的转换系数；e
R
、e
I
为内电势的实部和虚部；I
R
、I
I
为定子电流的实部和虚部；U
t
为机端电压相量。
[0044]TCR+FC型SVC补偿系统主要用于对含轧机类负荷的配电网进行无功补偿。SVC补偿系统中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对含有轧机负荷的配电网接入TCR+FC型SVC补偿系统；步骤2、通过触发角调节TCR+FC型SVC补偿系统的电纳值，调节配电网的无功补偿；步骤3、采集该配电网母线电压，并采用含SOGI的锁相策略确定触发角，实现配电网各支路电压精确配置。2.根据权利要求1所述计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，其特征在于，步骤1所述TCR+FC型SVC补偿系统是由并联电容器组和可控硅控制的电抗器组成。3.根据权利要求2所述计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，其特征在于，步骤2具体过程为：设置触发角α调节可控硅控制的电抗器的电纳值，根据该电纳值计算含轧机类负荷的配电网的无功补偿，再结合并联电容器组向系统注入的无功功率，计算TCR+FC型SVC补偿系统对含轧机类负荷的配电网的总无功补偿。4.根据权利要求3所述计及轧机负荷的配电网电压动态治理方法，其特征在于，所述计算TCR+FC型SVC补偿系统对含轧机类负荷的配电网的总无功补偿的具体过程为：电抗器的等值基波电纳表达式为：TCR+FC组合型SVC的等效电纳表达式为：电抗器获得的补偿容性无功功率为：电容器在导通时，获得补偿感性无功功率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺江，葛维春，孙峰，张潇桐，刘闯，王艺博，石振宇，金鹏，张宏宇，杨璐羽，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院东北电力大学，
类型：发明
国别省市：