【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统控制，尤其涉及一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法。
技术介绍
1、随着智能电网的高速发展、电力负荷复杂度日益提高以及非线性扰动源大面积并入电网，造成区域电网出现大量愈加突出的电能质量问题，给现代工业和国民经济造成了非常严重的损失。在这些难题中，在各种电能质量问题中，电压暂降是发生频率最高、影响最严重的一种。监测数据显示，80％以上的电能质量问题是由电压暂降引起的。短时间的电压暂降可能造成敏感装置工作状态不正常，严重的时候甚至会导致敏感装置停机，给企业带来重大损失。
2、针对电压暂降这一问题，工程上多采用安装无功补偿装置的方式来支撑母线电压。在电压暂降的治理方案中，配电网静止同步补偿器(d-statcom)在其中担任着重要角色，由于接入配电网的补偿器由于离负荷近，既可以避免无功潮流的远距离流动，又可以及时抑制单相大功率设备或非线性负载引起的电能质量问题，使statcom的性能得以最大程度发挥，其控制方法也是近年来研究的热点
3、d-statcom控制策略中较为经典的是采用双闭环控制，外环实现电压控制，内环对电流快速跟踪。在系统出现短路故障时，目前已有的d-statcom控制方法补偿系统电压变化是通过改变控制系统输出指令实现的，无可避免地存在一定的滞后延时。当控制指令无法立即响应电压的迅速变化，就会导致故障时低电压补偿不足，故障结束后助增系统的过电压，但现有的控制方法并未考虑这些问题。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术中
2、因此，本专利技术提供了一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，在控制系统的外环部分附加基于母线电压变化率的控制环节和暂态快速无功补偿控制环节，对原控制系统进行改进，提高d-statcom在短路故障时的无功补偿能力。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，包括：以双闭环控制策略为基础，外环实现电压协调控制，内环对电流快速跟踪，在外环电压控制中引入基于母线电压变化率的控制环节和暂态快速无功补偿控制环节，对外环控制中输出的q轴无功参考电流进行修改后，送入到内环控制中，生成控制信号输入spwm中得到igbt的触发信号，控制d-statcom发出无功功率来补偿电压；获取检测到的母线电压电流，将检测到的电压求导后送入故障判断模块中，判断是否发生故障，并由故障判断模块控制欠电压模块和过电压模块的投入；将欠电压模块或过电压模块的投入后产生的附加分量送入到d-statcom外环q轴电压控制中；将暂态快速无功补偿控制环节产生的无功输入分量经过pi控制后送入到外环q轴电压控制中；将修改后的外环控制中输出的q轴无功参考电流送入到内环控制中，生成控制信号输入spwm中得到igbt的触发信号，控制d-statcom发出无功功率补偿电压。
4、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：所述电压协调控制在判断故障发生时才会投入运行，母线最小参考电压uminref取0.98pu，母线最大参考电压umaxref取1.02pu，母线电压变化率最小参考值取-0.1，母线电压变化率最大参考值取0.1,在发生电压暂降时提前启动电压协调控制，降低通信延时的影响。
5、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：所述故障判断模块包括，测量系统的母线电压uc，求取电压变化率duc/dt，当发生故障时，检测到和uc＜uminref同时满足时，投入使用欠电压模块，当故障消失后，检测到和uc＞umaxref同时满足时，投入使用过电压模块，电压恢复正常后恢复常规电压控制，系统恢复稳定运行。
6、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：所述欠电压模块包括，在系统未发生短路故障时，欠电压模块不启用；当系统发生短路故障，检测到和uc＜uminref同时满足时，投入欠电压模块抑制电压暂降，外环控制中q轴输出的无功参考电流为：
7、
8、其中，kp为pi控制器的比例系数；ki为pi控制器的积分时间常数；ki1为欠电压模块pi控制器的积分时间常数；kp1为欠电压模块pi控制器的比例系数；gp为电压控制中pi输出的比例分量；gi为电压控制中pi输出的积分分量；
9、当母线电压由于短路故障导致低于正常值且有减小的趋势时，为正值，经pi控制后得到正电压补偿值附加到电压环节，经过电压控制中的pi得到的外环无功电流附加分量gu为正值，增大送入内环控制外环无功电流。随着外环无功电流的增大statcom加快了发出无功的速率，增大了发出的无功，更好的抑制了电压暂降。
10、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：所述过电压模块包括，正常运行时过电压模块不启用；
11、当发生故障后检测到和uc＞umaxref时，通过故障判断模块投入过电压模块导通，抑制暂态高电压，外环控制中q轴输出的无功参考电流值为：
12、
13、其中，kp为pi控制器的比例系数；ki为pi控制器的积分时间常数；ki2为欠电压模块pi控制器的积分时间常数；kp2为欠电压模块pi控制器的比例系数；gp为电压控制中pi输出的比例分量；gi为电压控制中pi输出的积分分量；
14、当故障消失后由于存在d-statcom发出的过量的无功功率，导致母线电压高于正常值且有增大的趋势时，为负值，经pi控制后得到负电压补偿值附加到电压控制环节，经过电压控制中的pi得到的外环无功电流附加分量gu为负值，减小送入内环控制外环无功电流。随着外环无功电流的减小，statcom加快减小发出无功速率，更好的抑制了由于发出无功过多引起的电压超调。
15、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：所述q轴无功参考电流表示为，
16、iqref＝[(ucref-uc)+(qcref-qc)×(kp-q+ki-q/s)]
17、×(kp+ki/s)
18、其中，kp为pi控制器的比例系数；ki为pi控制器的积分时间常数；ki-q为暂态快速无功－电压补偿pi控制器的积分时间常数；kp-q为暂态快速无功-电压补偿pi控制器的比例系数；ucref为母线电压的参考值；qcref为母线无功功率参考电压；qc为检测到的母线无功功率；uc为检测到系统的母线电压。
19、作为本专利技术所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法的一种优选方案，其中：在statcom外环q轴电压控制中加入无功输入分量，形成母线电压-无功下垂控制，根据下垂控制原理，计算得到，
20、uc＝ucref-kqs(qref-qc)
21、其中，k本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述电压协调控制在判断故障发生时投入运行，母线最小参考电压Uminref取0.98pu，母线最大参考电压Umaxref取1.02pu，母线电压变化率最小参考值取-0.1，母线电压变化率最大参考值取0.1。
3.如权利要求2所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述故障判断模块包括，测量系统的母线电压Uc，求取电压变化率dUc/dt，当发生故障时，检测到和Uc＜Uminref同时满足时，投入使用欠电压模块，当故障消失后，检测到和Uc＞Umaxref同时满足时，投入使用过电压模块，电压恢复正常后恢复常规电压控制，系统恢复稳定运行。
4.如权利要求3所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述欠电压模块包括在系统未发生短路故障时，欠电压模块不启用；当系统发生短路故障，检测到和Uc＜Uminref同时满足时，投入欠电压模块抑
5.如权利要求4所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述过电压模块包括，正常运行时过电压模块不启用；
6.如权利要求5所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述电压模块还包括，当故障消失后由于存在D-STATCOM发出的过量的无功功率，导致母线电压高于正常值且有增大的趋势时，为负值，经PI控制后得到负电压补偿值附加到电压控制环节，经过电压控制中的PI得到的外环无功电流附加分量GU为负值，减小送入内环控制外环无功电流。
7.如权利要求6所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：所述q轴无功参考电流表示为，
8.如权利要求7所述的一种针对系统短路故障的D–STATCOM协调控制方法，其特征在于：在STATCOM外环q轴电压控制中加入无功输入分量，形成母线电压－无功下垂控制，根据下垂控制原理得到，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，其特征在于：所述电压协调控制在判断故障发生时投入运行，母线最小参考电压uminref取0.98pu，母线最大参考电压umaxref取1.02pu，母线电压变化率最小参考值取-0.1，母线电压变化率最大参考值取0.1。
3.如权利要求2所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，其特征在于：所述故障判断模块包括，测量系统的母线电压uc，求取电压变化率duc/dt，当发生故障时，检测到和uc＜uminref同时满足时，投入使用欠电压模块，当故障消失后，检测到和uc＞umaxref同时满足时，投入使用过电压模块，电压恢复正常后恢复常规电压控制，系统恢复稳定运行。
4.如权利要求3所述的一种针对系统短路故障的d–statcom协调控制方法，其特征在于：所述欠电压模块包括在系统未发生短路故障时，欠电压模块不启用；当系统发生短路故障，检测到和uc＜uminref同时满足时，投入欠电压模块抑制电压暂降，外环控制中q轴输出的无功参考电流为：
5.如权利要求4所述的一种针对系统短路故障的d–s...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊雪君，张雨璠，潘爱强，张雅君，杨心刚，鲍伟，杨秀，李文龙，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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