[发明专利]一种SVG/APF并联运行的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子控制技术领域，更具体地说，涉及一种SVG（Static Var Generator，静止无功发送器）/APF（Active Power Filter，有源电力滤波器）并联运行的控制系统及方法。

背景技术

SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)/APF(Active Power Filter，有源电力滤波器)等电力电子设备受功率器件耐压水平、载流能力、开关频率、制造工艺、价格以及串并联技术等的限制，单机容量不能做的很大，当系统需补偿的电流超过单台设备的额定补偿能力时，通常会选择将多台设备并联运行的方式，目前并联运行方式已作为超大容量供货解决方案之一。另外，并联运行的方式还会在其它情形下用到，如用户已经使用了SVG/APF等电力电子设备，又要进行扩容时，也可以选择多台设备并联运行的方式，又如在特殊可靠性要求场合，要求整机N+1冗余运行时也要用到多台设备并联运行的方式。

传统的多台SVG/APF设备的连接方式，如图1和图2所示。图1是位置优先补偿型，设备1到设备N分别接到母线上，该方法是工业现场中应用较多的方法，因为其控制简单、扩展能力强、可靠性高、各设备间不需要互联线；但是该方法最大的缺点是动态性能较差，并且最先投入的设备由于长期处于满负荷运行状态而极易老化，而且模块间缺少配合使得设备自身产生的谐波不能消除，还需要给每台设备单独配备一套用户电流传感器。图2是分散控制型，与图1的主要区别是用户电流传感器的二次测量线通过串联的方式接进各个设备，只需要一套用户电流传感器。在这种并联方式下，单台运行时控制系统跟踪负荷电流发出补偿电流，并联运行时控制系统跟踪乘了补偿系数的负荷电流发出补偿电流，其中补偿系数可根据并联设备的台数和各并联设备的容量计算得到。这两种运行方式下，各设备的控制方式和单台运行时的控制方式并无本质区别，各设备独立运行，彼此之间没有通讯，不知道其他设备发了多少电流，也不知道系统电流情况，补偿效果较差。且当各设备并没有全部满载运行时，若某台设备故障退出运行，其他设备并不知道，从而不能相应的提高自身输出，浪费了补偿容量。而且这两种方式都不能满足风电的SVG恒压控制的运行方式，也不能支持电网调度时无功指令跟踪，使得设备并联运行的应用场合存在局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种SVG/APF并联运行的控制系统及方法，能够降低SVG/APF设备对通信实时性的要求，且能够实现各个并联SVG/APF设备的故障容错，提高设备可靠性的同时，简化设备硬件配置，达到最优的补偿效果和设备利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种静止无功发生器/有源电力滤波器并联运行的控制系统，包括：

两台或两台以上相互并联的并且均包含控制器的静止无功发生器设备，或者两台或两台以上相互并联的并且均包含控制器的有源电力滤波器设备；

基于以太网通信并与每台静止无功发生器设备中的控制器，或者与每台有源电力滤波器设备中的控制器相连的局域网连接设备；

置于母线上，并且输出端同时与所述每台静止无功发生器设备中的控制器，或者同时与所述每台有源电力滤波器设备中的控制器相连的电压互感器；

置于母线上，并且输出端依次串入所述每台静止无功发送器设备中的控制器，或者依次传入所述每台有源电力滤波器设备中的控制器的电流互感器。

优选地，所述静止无功发生器设备或者有源电力滤波器设备中的控制器均包括：第一数字信号处理器单元、第二数字信号处理器单元、现场可编程门阵列单元、模拟量数据接口单元和以太网接口单元；其中：

所述模拟量数据接口单元与所述电压互感器和所述电流互感器相连；

所述第一数字信号处理器单元与所述模拟量数据接口单元相连；

所述第一数字信号处理器单元与所述第二数字信号处理器单元相连；

所述第二数字信号处理器单元与所述以太网接口单元相连；

所述第一数字信号处理器单元和所述第二数字信号处理器单元分别与所述现场可编程门阵列单元相连；

所述以太网接口单元与所述局域网连接设备相连。

优选地，所述模拟量数据接口单元包括：电压检测端子和电流检测端子；其中：

所述电压互感器的输出端与所述电压检测端子并联；

所述电流互感器的输出端串联接入所述电流检测端子。

一种静止无功发生器/有源电力滤波器并联运行的控制方法，所述控制方法应用于前述控制系统，所述控制方法包括：