一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法和装置，包括：在APF的运行过程中，采用增益监视器和增益优化器，分别监测APF电压调节器的状态；所述增益监视器对APF的电压调节输出，通过滤波、电平探测、脉冲鉴别，检测电压调节器的振荡，采用调整所述APF电压调节器的增益，直到所述振荡消失；所述增益优化器在所述增益调节前，根据短路容量优化所述APF电压调节器的增益，使所述增益监视器按照此增益进行调节，所述增益优化器采用斜率补偿系数的方式，使增益计算在不同斜率下保持不变，仍然可采用与短路容量呈线性关系的计算方法计算增益。本发明专利技术可以实现采用短路容量计算进行优化增益，且以斜率的方式计算的增益，适用不同斜率下的控制，可以有效准确的控制APF的振荡，优化APF控制参数。优化APF控制参数。优化APF控制参数。

【技术实现步骤摘要】
一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法和装置


[0001]本专利技术涉及电力设备的控制，特别是指一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法和装置。

技术介绍

[0002]有源滤波器(Act i ve Power F i l ter,APF)采用电力电子换流器对谐波电流进行补偿，相比于无源滤波器，具有补偿实时性好、动态响应速度快、不易与电网发生谐振等优点，应用于LCC
‑
HVDC换流站场景，替代固定谐波补偿装置或与固定谐波补偿装置配合实时动态滤除换流站谐波，对换流站进行动态无功补偿，可同时解决换流站功率升降及交流系统电压波动导致的高压滤波器频繁投切、低压电抗器频繁投切等问题。
[0003]APF具备电压控制功能，在实际工程应用中，为保证高压大容量APF控制稳定，其电压调节器的增益往往需要根据较弱的系统短路容量下或是在最严重的预想事故情况下进行优化，以确保在这种运行情况下能获得快速、稳定的响应。但是当APF应用于大规模新能源接入的换流站后，由于系统短路容量变化范围很大，若APF电压调节器的增益仍保持不变，系统短路容量变得很大时，APF的响应会变得非常慢。但系统对于基波无功电压控制需求，总是需要APF能够在系统短路容量的所有变化范围内，具有快速的响应特性，所以需要APF电压调节器的增益在系统短路容量不同时做出适当调整，以达到最优的响应特性。现有技术中，APF电压调节器的增益在系统短路容量不同时无法做出适当调整。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术在于提供一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法和装置，以解决上述APF电压调节器的增益在系统短路容量不同时无法做出适当调整的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供、一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法，包括：
[0006]在APF的运行过程中，采用增益监视器和增益优化器，分别监测APF电压调节器的状态；
[0007]所述增益监视器对APF的电压调节输出，通过滤波、电平探测、脉冲鉴别，确定到电压调节器的振荡，采用斜率补偿系数的方式，调整所述APF电压调节器的增益，直到所述振荡消失；
[0008]所述增益优化器在所述增益调节前，根据短路容量优化所述APF电压调节器的增益，使所述增益监视器按照此增益进行调节。
[0009]所述增益优化器采用斜率补偿系数的方式，使增益计算在不同斜率下保持不变，仍然可采用与短路容量呈线性关系的计算方法计算增益。
[0010]优选的，采用斜率补偿系数的方式，调整所述APF电压调节器的增益K
G
，包括：
[0011]采用公式确定所述增益K
G
[0012]其中，S为系统短路容量，S
min
为系统最小短路容量，K
min
为系统最小短路容量对应的APF电压调节器增益值，K
slope
为斜率补偿系数；
[0013]其中，U为APF电压控制点额定电压，s l ope为斜率，表示系统负荷变化时，电压波动与电容波动的比值，S为系统短路容量。
[0014]优选的，所述确定到电压调节器的振荡的过程中，所述滤波的过程，包括：
[0015]采用带通滤波器，中心频率调谐到APF电压控制器不稳定模式下的频率值，用于区分由于APF电压调节器增益过大引起的振荡。
[0016]优选的，所述确定到电压调节器的振荡的过程中，，所述电平探测、脉冲鉴别的过程，包括：
[0017]通过采用隔直函数的输出结果，与预先设定的值比较，输出确定存在振荡的脉冲信号；
[0018]当所述脉冲信号的次数超于阈值，则减小APF电压控制器的增益，直到振荡消失。
[0019]优选的，所述增益优化器在所述增益调节前，根据短路容量优化所述APF电压调节器的增益，包括：
[0020]在APF输出无功变化后再启动短路容量的计算值，用于所述增益监视器调整所述APF电压调节器的增益，所述计算值为多次阶跃的平均值。
[0021]本专利技术的实施例还提供一种有源滤波器APF的电压调节增益控制装置，具有处理器，用于执行上述的方法步骤。
附图说明
[0022]图1是实施例的原理示意图；
[0023]图2是实施例的流程图；
[0024]图3是实施例中增益控制的流程图；
[0025]图4是实施例中斜率控制的原理示意图。
具体实施方式
[0026]为清楚说明本专利技术中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
[0027]本专利技术的实施例的流程图，可以参考图2，包括以下步骤：
[0028]S11：在APF的运行过程中，采用增益监视器和增益优化器，分别监测APF电压调节器的状态；
[0029]S12：所述增益监视器对APF的电压调节输出，通过滤波、电平探测、脉冲鉴别，确定到电压调节器的振荡，采用斜率补偿系数的方式，调整所述APF电压调节器的增益，直到所述振荡消失；
[0030]S13：所述增益优化器在所述增益调节前，根据短路容量优化所述APF电压调节器
的增益，使所述增益监视器按照此增益进行调节。
[0031]所述增益优化器采用斜率补偿系数的方式，使增益计算在不同斜率下保持不变，仍然可采用与短路容量呈线性关系的计算方法计算增益。
[0032]通过上述的步骤，本专利技术可以实现采用短路容量进行优化增益，且以斜率的方式计算的增益，适用不同斜率下的控制，可以有效准确的控制APF电能的振荡，优化APF控制参数。
[0033]在实施例中，本专利技术的有源滤波器APF的电压调节增益控制方法的原理，如图1所示，由APF电压调节器、增益监视器、增益优化器组成。所述增益监视器用于监视是否存在由于所述APF电压调节器增益过大引起的持续振荡；所述增益优化器在适当时刻启动以获得所述APF电压调节器的最优增益。
[0034]具体来说，所述增益监视器在APF运行过程中，连续监视所述APF电压调节器的输出，看是否存在由于所述APF电压调节器增益过大导致的持续振荡，这种振荡在系统短路容量降低而所述APF电压调节器仍然运行在高增益时就会发生。如果所述增益监视器监测到了所述APF电压调节器输出存在振荡，就会减小所述APF电压调节器增益直至振荡消失。
[0035]所述增益优化器，在所述APF电压调节器运行中的适当时刻启动，如出现了一些触发条件后启动，例如：
[0036]1)系统暂态故障恢复后；2)增益控制动作后；3)电压负序含量达到设定值，恢复后4)APF停运再次启动后，间隔一段时间，如10小时；5)手动启动
[0037]增益优化启动需同时满足的条件：1)系统电压在合理范围内(0.95pu
‑
1.05pu)；2)系统频率在合理范围内(49.5Hz
‑
50.5Hz)；3)系统电压负序含量在正常范围内(小于2％)。
[0038]本专利技术确定增益的过程，包括：给所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源滤波器APF的电压调节增益控制方法，其特征在于，包括：在APF的运行过程中，采用增益监视器和增益优化器，分别监测APF电压调节器的状态；所述增益监视器对APF的电压调节输出，通过滤波、电平探测、脉冲鉴别，确定到电压调节器的振荡，采用斜率补偿系数的方式，调整所述APF电压调节器的增益，直到所述振荡消失；所述增益优化器在所述增益调节前，根据短路容量优化所述APF电压调节器的增益，使所述增益监视器按照此增益进行调节。2.根据权利要求1所述的电压调节增益控制方法，其特征在于，采用斜率补偿系数的方式，调整所述APF电压调节器的增益K
G
，包括：采用公式确定所述增益K
G
其中，S为系统短路容量，S
min
为系统最小短路容量，K
min
为系统最小短路容量对应的APF电压调节器增益值，K
slope
为斜率补偿系数；其中，U为APF电压控制点额定电压，slope为斜率，表示系统负荷变化时，电压波动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣洋，刘志远，陆洪建，杨晨，叶涛，王玄之，杜巍，尹琦云，崔鹏，安燕杰，于晓军，史磊，李兰芳，纪传祺，刘红恩，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司中电普瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：