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CN101855805B - 用于调节无功功率补偿器的方法 - Google Patents

用于调节无功功率补偿器的方法 Download PDF

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Abstract

为了提供一种用于调节连接于具有多个相的交流电压导线上的无功功率补偿器的方法，在该方法中对于每一相采集在该相上降落的实际电压v12、v23和v31并且从该实际电压v12、v23和v31计算逆相序系统实际分量，并且在该方法中调节电路抑制该逆相序系统实际分量，其中，反馈回路(3)借助调节参数确定该逆相序系统实际分量的抑制的程度，利用该方法可以在最大程度上不取决于操作人员地设置最大允许的逆相序系统，本发明提出，比较器单元(12)将该逆相序系统实际分量与逆相序系统额定分量进行比较并且根据该比较确定所述调节参数。

Description

用于调节无功功率补偿器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节连接于具有多个相的交流电压导线上的无功功率补偿器的方法，在该方法中对于每一相采集在该相上降落的实际电压并且从该实际电压计算逆相序系统实际分量，并且在该方法中调节电路抑制该逆相序系统实际分量，其中，反馈回路借助调节参数(Stellparameter)确定逆相序系统实际分量的抑制的程度。
背景技术
在电能传输和分配领域的不断实践中公知了这样的方法，并且例如结合所谓的静态无功伏安补偿器(Static Var Compensators，SVC)的调节应用这样的方法。SVC通常被用于在电网中的电压的稳定和对称。为此，电感或电容借助合适的开关单元与电网并联。作为开关单元特别设置半导体开关，其可以阻止或允许通过所述电感或电容的电流。由此借助SVC可以通过相电压的对称来抑制所谓的逆相序系统。
图1示意性示出了用于调节SVC的方法，利用该方法能够抑制或部分地允许逆相序系统。为此，电压传感器采集在相上降落的电压并且提供相电压测量值v1，2、v2，3和v3，1。在此所获得的相电压测量值v1，2、v2，3和v3，1被传输到差电压产生单元1，该差电压产生单元在其输出端提供差电压ΔvD12、ΔvD23和ΔvD31。可以按照不同的方式计算这些差电压。仅示例性地提到相电压测量值与在所有三相上平均的、相电压的平均值的偏差。此外，将参考电压vref传输到差电压产生单元，该参考电压在差电压的确定中同样起作用。如果例如将相电压测量值的平均值与参考电压比较，其中，将在此计算的差应用于所有的相。将以这种方式获得的差电压分别传输到减法器2，这些减法器在其输出端上提供在差电压ΔvD和反馈回路3的输出端之间的差，以获得校正的差电压。对反馈回路3在后面还要详细讨论。
校正的差电压Δv分别被传输到电压调节器4，该电压调节器在其输出端上提供无功功率调节参数Qreg12、Qreg23和Qreg31，这些无功功率调节参数分别由换算单元5换算为电纳值B12、B23和B31。电纳值B12、B23和B31或无功功率调节参数Qreg用作SVC的调节参数。如果反馈回路3的输出对于所有的相等于零，则调节导致，在相1中的电压降和相2和3中的恒定电压产生负的差电压值ΔvD12。负的差电压值ΔvD12在电压调节器4的输出侧产生比对于其余相2和3更大的无功功率调节参数Qreg1，2。与其余的相相比，通过SVC(视SVC的工作点而定)使得增加容性的无功功率的馈入或减小感性的无功功率的馈入，从而均衡在相1上的电压降。以这种方式抑制逆相序系统。由逆相序系统计算单元6计算逆相序系统并显示给用户，同样相电压测量值v12、v23和v31被提供给该逆相序系统计算单元。
然而，没有反馈回路3的作用的这样的调节方法是容易出故障的。例如，如果出现连接的配电线的一相的完全故障，则不完全中断电能传输的话是不可能抑制逆相序系统的。因此，反馈回路3被用于限制逆相序系统的抑制。为此，借助加法器7和除法器8首先形成电纳值的平均值，其中借助减法器9确定电纳差值ΔB12、ΔB23和ΔB31。然后这些电纳差值分别被传输到反馈调节器10，该反馈调节器在其输出端提供反馈电压差ΔvB12、ΔvB23和ΔvB31，这些反馈电压差分别作为第二输入参数被传输到减法器2。在此，通过借助边界规定单元11确定的上限和下限向上和向下限制每个反馈调节器10。通过对于所有相通常是相同的上限和下限的设置，可以调节逆相序系统的抑制的程度。
例如，如果将每个反馈调节器10的边界设置为零，则反馈回路3的作用是无效的。畅通无阻地并且不受限制地允许逆相序系统的抑制。相反地，如果将每个调节器的边界设置为无穷，则根本不进行逆相序系统的抑制。逆相序系统就像被允许的那样。不进行相电压的对称。
公知的调节方法具有如下缺陷：必须手动地，即例如由调度台的人员输入反馈调节器10的上限和下限。然而这是麻烦的并且特别是在操作人员疏忽的情况下会导致损害。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开头提到种类的方法，利用该方法可以在最大程度上不取决于操作人员地设置最大允许的逆相序系统。
本发明如下地解决上述技术问题：比较器单元将逆相序系统实际分量与逆相序系统额定分量比较并且根据该比较确定调节参数。
按照本发明提供比较器单元，利用该比较器单元可以自动地设置最大允许的逆相序系统。根据在比较器单元内部执行的逻辑可以确定调节参数，利用该调节参数可以确定逆相序系统或者换言之逆相序系统实际分量的抑制的程度。即使在静态无功伏安补偿器与之相连的输电线的仅一相上电压突降(Spannungseinfall)的情况下，在本发明的范围内以这种方式也可以稳定地控制静态无功伏安补偿器，而无需操作人员来监视静态无功伏安补偿器。
优选地，对于每个实际电压产生一个差信号ΔvD，该差信号相应于实际电压与其它相的实际电压的偏差。将总电压反馈回路的输出信号应用于每个差信号，以获得调节器输入信号。调节器输入信号被施加于调节电路的调节器的输入端，其输出信号确定无功功率补偿器的工作方式。在本发明的范围内无功功率补偿器例如是在本文开头已经描述的静态无功伏安补偿器。
合适地，调节器的输出信号Qreg，B是反馈回路的实际值输入信号。
优选地，反馈回路将实际值输入信号借助反馈调节器转换为反馈回路的所述输出信号，其中所述调节参数限制反馈调节器。
按照与此相关的合适扩展，调节参数形成对于反馈调节器的上限和下限。通过上限和下限给出特别简单并且成本低的调节可能性。
按照本发明方法的优选扩展，当逆相序系统分量小于逆相序系统额定分量时，比较器单元提供阻碍逆相序系统的抑制的调节参数。也就是，如果允许一定的不对称电压分布，但是配电网的不对称是很小的，则例如作为对于反馈调节器的调节参数提供最大的上限和下限。利用该最大的边界允许逆相序系统。
相反地，如果逆相序系统实际分量等于逆相序系统额定分量，则比较器单元优选提供如下调节参数，利用该调节参数，调节电路不会阻止在配电网中逆相序系统实际分量的减少，并且同时逆相序系统实际分量超过逆相序系统额定分量的提高被阻止。这通过合适地选择反馈调节器的上限和下限来进行。如果逆相序系统实际分量达到与逆相序系统额定分量的允许的偏差的范围，则例如视符号而定作为上限或下限使用调节器的当前的积分器值，其中分别将另一个边界值设置为等于零。如果积分器值是负的，则作为下限使用该积分器值，以及反之亦然。
如果逆相序系统实际分量大于逆相序系统额定分量，则比较器单元合适地改变调节参数，从而一直减小逆相序系统实际分量，直到其小于或等于逆相序系统额定分量。按照一种合适的实施方式，例如一次性地存储反馈调节器的当前积分器值，并且视其符号而定作为对于反馈调节器的上限和下限使用。还是分别将另一个边界设置为零。然后一直减小较高的边界值，也就是，移动到零，直到逆相序系统实际值等于额定值。
附图说明
本发明的其它合适的实施方式和优点是以下借助附图对本发明的实施例的描述的内容，其中相同的附图标记指示相同作用的组件或方法步骤，并且其中，
图1用于无功功率补偿器或静态无功伏安补偿器的调节方法的示意图，并且
图2示意性示出了按照本发明的方法。
具体实施方式
前面已经结合现有技术描述了图1，从而在此无需详细讨论。
图2示意性示出了按照本发明的实施例。与图1相反，在图2中详细示出了差电压产生单元1。示例性的差电压产生单元1对于连接的相的每一个包括两个串联的减法器。由此根据ΔvD12＝v31+v23-2v12计算差电压ΔvD12。对于ΔvD23成立：ΔvD23＝v12+v31-2v23。相应地，对于ΔvD31成立：ΔvD31＝v23+v12-2v31。此外，从参考电压vref借助减法器减去在所有相上确定的平均电压平均点测量值vmit以形成总电压偏差Δv。该总电压偏差Δv被单独地应用于每一相，使得电压总体上保持恒定。在各个减法器2的输出端对于每一相又得到校正后的差电压Δv12、Δv23和Δv31。
与图1中示出的方法不同，按照图2中示出的本发明的实施例，每个反馈调节器10与一个比较器单元12相连，从而反馈调节器10的各个积分器值作为输入信号被提供到比较器单元12。对于比较器单元12的其它输入信号是逆相序系统计算单元6的输出，其提供逆相序系统实际分量。此外，在图2中还可以看出逆相序系统额定值选择单元13，其将逆相序系统额定分量提供给比较器单元12。比较器单元12将逆相序系统实际分量与逆相序系统额定分量进行比较并且根据该比较确定反馈调节器10的上限和下限，如通过从比较器单元12引导到反馈调节器10的箭头表示的。
如果逆相序系统实际分量小于逆相序系统额定分量，则将各个反馈调节器10的上限和下限并且设置为可能的最大值。该最大值由该方法的使用者合适地作为参数提供给比较器单元12，从而完全允许逆相序系统并且可以形成逆相序系统。相反地，如果逆相序系统实际分量在公差范围等于逆相序系统额定分量，则相反地一次性存储当前的积分器值。如果积分器值是负的，则其作为反馈调节器10的下限被使用。如果相反地积分器值是正的，则其作为反馈调节器的上限被采用。分别将另一个边界置为零。由此阻止了逆相序系统实际分量的提高，而当配电网中的逆相序系统实际分量减小时，反馈调节器10的积分器可以朝向零运动。也就是SVC本身不产生电网不对称。
相反地，如果逆相序系统实际分量大于逆相序系统额定分量，则又一次地存储并且取决于符号地作为上限或下限使用当前的积分器值，其中分别将另一个边界值置为零。然后开始减小没有设置为零的边界，直到实际分量又低于或者在额定值范围内。

Claims (8)

1.一种用于调节连接于具有多个相的交流电压导线上的无功功率补偿器的方法，在该方法中对于每一相采集在该相上降落的实际电压v12、v23和v31并从该实际电压v12、v23和v31计算逆相序系统实际分量，并且在该方法中调节电路抑制该逆相序系统实际分量，其中，反馈回路(3)借助调节参数确定该逆相序系统实际分量的抑制的程度，
其特征在于，
比较器单元(12)将该逆相序系统实际分量与逆相序系统额定分量进行比较并且根据该比较确定所述调节参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个实际电压v12、v23和v31分别产生一个差信号ΔvD12、ΔvD23和ΔvD31，该差信号相应于实际电压与其它相的至少一个实际电压v12、v23和v31的偏差，将反馈回路(3)的输出信号ΔvB12、ΔvB23和ΔvB31应用于每个差信号ΔvD12、ΔvD23和ΔvD31，以获得调节器输入信号Δv12、Δv23和Δv31，所述调节器输入信号Δv12、Δv23和Δv31被施加于调节电路的调节器(4)的输入端，其输出信号Qreg12、Qreg23和Qreg31，B12、B23和B31确定所述无功功率补偿器的工作方式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节器(4)的输出信号Qreg12、Qreg23和Qreg31，B12、B23和B31是所述反馈回路(3)的实际值输入信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反馈回路(3)将实际值输入信号Qreg12、Qreg23和Qreg31，B12、B23和B31借助反馈调节器(10)转换为反馈回路(3)的所述输出信号ΔvB12、ΔvB23和ΔvB31，其中，所述调节参数限制所述反馈调节器(10)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节参数形成对于所述反馈调节器(10)的上限和下限。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当逆相序系统实际分量小于逆相序系统额定分量时，比较器单元提供阻碍逆相序系统的抑制的调节参数。
7.根据上述权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，如果逆相序系统实际分量对应于逆相序系统额定分量，则比较器单元提供如下调节参数，利用该调节参数，调节电路不会阻止逆相序系统实际分量的减少，并且同时逆相序系统实际分量超过逆相序系统额定分量的提高被阻止。
8.根据上述权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，如果逆相序系统实际分量大于逆相序系统额定分量，则比较器单元改变调节参数，使得一直减小逆相序系统实际分量，直到其小于或等于逆相序系统额定分量。
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