林永 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
ZHANG, Zhi (No.108, Keji Rd High-Tech Distric, Anshan Liaoning 1, 114051, CN)
张智 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
YU, Cangbi (No.108, Keji Rd High-Tech Distric, Anshan Liaoning 1, 114051, CN)
虞苍璧 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
荣信电力电子股份有限公司 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
LIN, Yong (No.108, Keji Rd High-Tech Distric, Anshan Liaoning 1, 114051, CN)
林永 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
ZHANG, Zhi (No.108, Keji Rd High-Tech Distric, Anshan Liaoning 1, 114051, CN)
张智 (中国辽宁省鞍山市高新区科技路108号, Liaoning 1, 114051, CN)
YU, Cangbi (No.108, Keji Rd High-Tech Distric, Anshan Liaoning 1, 114051, CN)
| 权 利 要 求 书 1、 多套 S动控制的电为设备平衡输出的复合 ¾！制结构，：其特征在 ， 采 if]传统的闭环 负反馈与前馈输入相结合的控制结构，将一套设备的闭环负反 身的反馈通道放大系数减 小到原来的 K倍， 0<Κ< 1 ; 引入另一套设备的输山作为反馈量， 即增加前馈环节， 前馈环 节放大系数为 1- Κ倍， 0<Κ< 1 ; 该控制络构需満足的条件是多套 0动控制的电力设备具有 相同的 S动控制结构。 2, 根据权利要求 1所述的多套 β动控制的电力设备 ^衡输出'的复合控制结构, 其特征 在丁， 为了简化控制结构， 取 Κ ) 使得闭环负反馈与前锁输入环节的放大系数均为 0,5 倍， 从而闭环负反馈 ¾前馈输入可共 ffl—个放大环节。 |
技术领域
本发明涉及一种 ffl丁多套电力设备实现平衡输出的控制结构。 背景技术
随着经济发展和技术进歩，大量的 Θ动化控制的大功率电力设备广泛应用于电信 能源、 交通运输、 军事装备、 材料工程.、 电力系统和电气传动领域， fflT驱动电气传动机构、 作为 变频电源、 调节电网电压漸流等。 随着 S动化控制的电为设备的普及， 在某些场合为了满足 大容量或者运行灵活性， 在同一安装点布置了两套或者两套以上的白动 控制的同种设备， 这 就产生了多套设备之间如何平衡输山的现实问 题，特别是如何在电力系统转态和稳态下都保 持平衡输出并同时保持各套设备的控制系统的 各自独立运行。
对丁在同一地点安装的多套具有独立的 动控制系统的电力设备:, 即使运行工作特性曲 线完企糟同， 由 T传,感器、 控制器、 功率元件等的误差， 它们的输山也会产生偏差， 如果没 有特殊的额外手段加以修正， 它们就不能保持在工作特性曲线的相同工作点 上,： 即输出不能 平衡， 并 L在多套设备之间可能会产生相互千扰出现振 。
许多变量都会影响控制器的测量， 但是其屮只有一部分变量是可控的， 其屮一个变量必 须由控制器进行控制，. 其余变量被定义为控制冋路的扰动变量。 扰动是永远存在的， 因为这. 些扰动将会使控.制参数偏离设定点， 控制器也必须对此傲出反应。在传统的 ΡΠ)反馈控制冋 路 Ψ , 直到这些扰动对被控变量造成的影响在测量信 号屮显示出来， 控制器才开始动作， 在 此之前控制器根本没意识到这些扰动也就无法 对其做山相应的调节。这样控制器只能根据揑 制器屮计 得到的偏差来尝试做山正确的补^，反馈冋路 振荡反应就是这种解决过稈的明 显纖。
目前，在同一地点安装多套 动控制敏电力设备之间的平衡输山 题 于报道的解决方 法通常是采 ffl同一个控制系统， 通过一个-控制器产生各套设备输出^元的输出 配的指令， 这实际上从严格意义上仍然只能 做是一套设备，而不是各 S具备 身独立控制系统的多套 设备； 其应 ffl范围是有局限性的。 发明内容
本发朗的目的是提供一种多¾ 0动控制的电力设备平衡输山的复合控制结构 通过修改 控制系统结构， 增加前馈环节抵消了千扰信号带来的影响, 使得两套设备前:馈、 反馈、 参考 值：经过加减环节后得到的偏差变化方向相同 ，避免了因为两套设备的控制冋路接收到不同 相 位的输入量导致两套设备之间输山的振荡。
为实现上述目的， 本发明通过以下技术方案实现 多套 动控制的电力设备平衡输出的复合控制结构， 其特征在于, 采用传统的闭环负反 馈与前锁输入相结合的控制结构，将一套设备 的闭环负反馈 身的反馈通道放大系数:减小到 原来的 K倍， 0<K< 1: ; : 引入另一套设备的反馈量, 即增加前馈环节， 前馈环节放大系数为 1-K倍， 0<Κ< 1 ; 该控制结构需满足的条件是多套 动揑制的电力设备^有相同的自动控 制.结构。
为了简化控制结构， 取 Κ=0.5 , 使得闭环负反馈与前馈输入的放大系数均为 0.5倍， 闭 环负反馈与前馈输入可共 ffl—个敏大环^。
与现有技术相比， 本发明的新颗性和创造性体现在： 通过引入其他设备的输山经过前馈 环节进入设备的 &动控制系统， 可实现多套输山等级均衡功率输 01。
附图说明
图 1是常 ffl的传统闭环负反馈的控制框图;
图 2是增加引入非 S身信号的前馈环节后的控制框图；
图 3是前馈与反馈环节采用相同放大系数后的简 控制框:图；
图 4是两套: SVC采用复合控制结构后的输出曲线:國。 从上至下曲线分别为:： 电网电压, 第一套 SVC输山电流， 第二套 SVC输出电流。 具体实施方式
实施例 1
多套 Θ动控制的电力设备平衡输出的:复合控 M结构，该控制结构通过在传统的闭环负反 馈结构增加一个前馈输入环节，将传统的负反 馈结构修改为反馈与前馈栢结合的复合控制结 构。
见图 1 , 原控制系统的结构由 PID控制环节、 输山控制环节、 电力系统、 测量环节、 放 大环节、 求和环节顺序构成闭环负反馈 ¾制结枸。
见图 2, 本发明在传统的图 1所示的闭环负反馈控制结构屮增加了另一套 备在该套设 备屮的前馈输入环节， 即本发明的控制结构为: 由 PID控制环节、输山控制环节、电力系统:、 测量环节、 本套设备的放大环 另一套设备的前馈输入放太环节、 求和环节顺序构成闭环 负反馈控制结构。
假定考虑两套 动控制的电力设备， 更多套的情况可以依此类推。对 Τ一套设备的控制 系:统，. 在原：闭环负反馈控制结构上将 S身的反馈通道的放大系数减少到原先的 倍（ ）， 再 引入另一套设备的反馈量增加前馈环节-, 前馈环节放大系数设为 倍。
该方法需要满足的控制条件是:
1 ) 各套设备需耍设置成相同的自动控制结构；
2) 引入非自身信号的前馈环节的放^：系数耍根 各套设备的容量比例分配.。
增加的前馈环节柢消了干扰信号带来的影响， 使得两套设备前馈、 反馈、 参考信经过加 减环节后得到的偏差变化方向相同，避兔了因 为两套设备的控制冋路接收到不同相位的输入 量导致两套设备之间输 m的 I荡。 实施例 2
多套 0动控制的电力设备 衡输出的复合控制结构，该控制结构通过在传 统的闭环负反 馈结构 （见圏 1 ) 增加一个前馈输入环节， 将传统的负反馈结构修改为反馈与前馈相结合 的 复合控制结构。
见图 3 , 为了使控制:系统结构简^ , 可以取 ， 使得闭环负反馈与前馈输入的放太系数均 为 0.5倍， 这样反馈量和引入的另一套的前馈量可以共 ffl放大环节。 增加的前馈环节抵消了 干扰信号带来的影响， 使得两套设备前馈、 反馈、 参考值:经过加减环节后得到的偏差变化方 向相同，避免了因为两套设备的控制冋跻接收 到不同相位 ft输入量导致两套设备之间输出的 振荡。
该方法需耍満足的控制条件是：
1 ) 各套设备需耍设置成相同的 0动控制结构；
2 ) 引入非 β身信号的前锁环节 放大系数耍根据各套设备的容量比例分配， 对于各套 容量相同的设备:之间可以新增的前馈环节放 系数可以进行等分处理。
：实健 1 : 南方电网云广特高压直流输电楚雄换流站两套 SVC， ^套容量 120Mvar， 采用 传统闭环负反馈控制时， 经过多次试验发现， 两套 SVC先后启动后， 无功负荷由一套 SVC 承担转为由两套 SVC承担的重新分配过程屮 有可能出观:无功功率在两套 SVC之间 ¾新分 配的来冋振荡过程。
后修改控制结构， 引入非白身输山信号前馈环节， 为了使控制结构简.中.， 将另一套 SVC 的电流引入， 与 身的电流求和平均后一同经原先控制结构屮 Θ身反馈鬼流的通道输入， 即 前馈环节与电流反馈环节共用同一个输入通道 。 将两套 SVC的电流进行平均后作为前馈环 节的输入量， 以电压稳定方式作为 闭环控制， 控制冋路输山的无功电压则相对趋于平缓。 根据负载¾功功率 （无功电流） 的大小， 间接控制 SVC的电 JJi和输山电流。 由 两套 SVC 的前馈环节输入量相同， 并且这两套 SVC的电压闭环^控制输入量都是 500kV侧：电压采样 值。 前馈环节抵消了干扰信号带来的澎响， 使得两套 SVC前馈环节的输入量变化方向相同， 避免了因为两套控制问路狻收到不同相位的输 入量导致无功功率在两套 SVC之间的来冋振 荡。
见图 4， 记¾了电网 500kV交流母线山现持续 100ms对地电阻 100 Ω的 ^相接地故障时 SVC输山， SVC .的电压控制输入死 ix: 200V。 图屮， 最上方曲线为电网 500kV交流母线 电压， 下方两条曲线分别 ¾两套 SVC的输出无功电流。 由 L 4屮可见 , 两套 SVC在遭受电 压被动瞬伺的调节过程屮实规了无功输山平衡 ，. 没有出现两套 svc ^间的无功功率： 1镞； ： 然后， 在趋丁最后稳定的过程屮， 两套 SVC也实现了无功输出平衡。