專利名稱：電力系統(tǒng)的電壓控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中的電壓控制領(lǐng)域。它從權(quán)利要求1前序部分 中所描述的協(xié)調(diào)電壓控制的方法出發(fā)。
背景技術(shù)：
通常，配電網(wǎng)或格網(wǎng)(grid)具有輻射狀結(jié)構(gòu)，并將電力從饋電輸 電網(wǎng)分程傳遞到分布在整個配電區(qū)域(distribution area)的負(fù)荷， 該輻射狀結(jié)構(gòu)具有從任何低電壓點到任何高電壓點的無環(huán)路路徑。需要 電壓控制以確保每個負(fù)荷都接收合適電平的電壓，并盡可能使電壓穩(wěn) 定。在配電網(wǎng)中，電壓調(diào)節(jié)的主要裝置是抽頭轉(zhuǎn)換器。抽頭轉(zhuǎn)換器通過 調(diào)整抽頭轉(zhuǎn)換變壓器的初級繞組與次級繞組之間的匝數(shù)比來起作用，并 且能夠由此調(diào)節(jié)次級側(cè)上的電壓。用于電壓控制的另一個通用裝置是諸 如電容器和旁路(shunt )電抗器的旁路補(bǔ)償器的補(bǔ)償器控制器，其通 過注入無功功率來起作用，并由此還間接地影響電壓。
通常，抽頭轉(zhuǎn)換器配備有自動抽頭轉(zhuǎn)換器控制器，該控制器目的在 于將在變壓器次級側(cè)上所測量的電壓保持在稱為靜區(qū)(dead band)的 預(yù)定間隔內(nèi)。 一沖企測到從該間隔的電壓偏差，就起動計數(shù)器，當(dāng)該偏差 已經(jīng)過去計數(shù)器停止，或者如果該偏差繼續(xù)存在，當(dāng)已經(jīng)達(dá)到稱為延遲 時間的最大時間極限時，則啟動抽頭轉(zhuǎn)換。如果確實啟動了抽頭轉(zhuǎn)換， 則幾秒的微小機(jī)械時延也必須考慮進(jìn)去，該機(jī)械時延對應(yīng)于抽頭轉(zhuǎn)換器 實際反應(yīng)和切換所花的時間。離散值的抽頭控制通?？缭?/-10%,在歐 洲該跨越采取10-20步，每步1-2%或在美國該3爭越采取32步，每步 0. 625%。
電容器和旁路電抗器通常按天進(jìn)行開關(guān)，人工地或通過補(bǔ)償器控制 器進(jìn)行切換，該補(bǔ)償器控制器類似于抽頭轉(zhuǎn)換器控制器，但基于饋電線 /總線電壓或其它系統(tǒng)量，諸如溫度或無功功率通量(power flow)。
沿輻射狀饋電線定位的串聯(lián)連接或級聯(lián)的抽頭轉(zhuǎn)換器不是獨立的， 因為上游或較高電壓抽頭轉(zhuǎn)換器強(qiáng)烈地影響下游或較低電壓抽頭轉(zhuǎn)換 器。這種交互作用的典型電壓分布(profile)指示器是所謂的尖峰，
4即當(dāng)上游和下游抽頭轉(zhuǎn)換器通過同一動作對同一電壓干擾作出反應(yīng)時 出現(xiàn)的短暫電壓偏移——下游的累積效應(yīng)將會太大并且下游抽頭轉(zhuǎn)換 器必須翻轉(zhuǎn)其動作。
這個問題的目前技術(shù)發(fā)展水平的解決方案包括基于有差別
(differentiated)時延的簡單方案。它們使用有關(guān)抽頭轉(zhuǎn)換器在網(wǎng)絡(luò) 中的位置的信息，并給下游抽頭轉(zhuǎn)換器分配較長的時延，使得下游抽頭 轉(zhuǎn)換器可等待上游抽頭轉(zhuǎn)換器的反應(yīng)。另一方面，可以使抽頭轉(zhuǎn)換動作 視位于直接上游的抽頭轉(zhuǎn)換器的預(yù)期動作而定。這些方法只能在饋電傳 輸電壓改變的情況下提供抽頭轉(zhuǎn)換器協(xié)調(diào)。對于由于負(fù)荷變化而引起的 改變，其發(fā)生的時間常數(shù)相比這些時延非常長，這些方法無法提供協(xié)調(diào)， 除非在抽頭轉(zhuǎn)換器之間提供附加通信。此外，因為旁路電容器可產(chǎn)生比 抽頭轉(zhuǎn)換變壓器大得多的電壓改變，引起來自所有抽頭轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響 應(yīng)，所以可能還需要協(xié)調(diào)在同一個變電站的抽頭轉(zhuǎn)換器與電容器或旁路 電抗器之間的交互作用。
C. Taylor 的題為"Power system voltage stability" (ISBN 0-07-063184—0， McGraw-Hill, 1994， Chapter 7. 5 (第174 — 179頁)) 的教科書涉及以機(jī)械方式開關(guān)的電容器的集中自動控制。公開了具有 500 kV和230 kV電容器組以及500/120-kV負(fù)荷抽頭轉(zhuǎn)換器自耦變壓器 的變電站的可能的變電站控制器特性。在二維表示中，就初級和次級變 壓器電壓而言的兩個靜區(qū)的矩形交叉限定了與電容器或變壓器的開關(guān) 順序相關(guān)聯(lián)的總共9個區(qū)域。靜區(qū)極限是嚴(yán)格的，并且在其中一些區(qū)域 中抽頭轉(zhuǎn)換器操作由電容器開關(guān)順序(switching order)代替的事實 相當(dāng)于抽頭轉(zhuǎn)換器的半無限靜區(qū)。
在專利US 5646512中，抽頭轉(zhuǎn)換器和電容器的協(xié)同或組合控制被 提出作為分布式解決方案，其中允許電壓、功率因數(shù)和無功功率靜區(qū)是 可變的，而不是固定的。同時，抽頭轉(zhuǎn)換器和變電站電容器分別對不同 的信號一電壓和無功功率作出反應(yīng)，而桿頂(pole-top)電容器將它們 的自適應(yīng)電容器控制基于局部電壓。通過為抽頭轉(zhuǎn)換器和變電站電容器 選擇不同鍵控(key)信號，降低了控制器干擾的風(fēng)險，因為變電站電 容器將對由抽頭轉(zhuǎn)換器動作感應(yīng)的小電壓波動不太敏感。最后，抽頭轉(zhuǎn) 換器時延以使電壓偏差越大延遲越短的這樣一種方式來適配(adapt)。
5以按周的時標(biāo)對稱地適配(即加寬或變窄)靜區(qū)寬度，以便將動作數(shù)目 限制在例如每天20的可接受水平，由此隱含地忽略最不要的動作。
與上面的相比,在M. Larsson的題為"Coordinat ion of cascaded tap changers using a fuzzy-rule based controller" (Fuzzy Sets and Systems, vol. 102， no. 1, pp. 113-123， 1999)的文章中提出了在較 短時標(biāo)上的協(xié)調(diào)。指示第一抽頭轉(zhuǎn)換器在任一方向開關(guān)的趨勢的模糊集 經(jīng)由適當(dāng)?shù)淖冸娬鹃g通信信道傳輸?shù)降诙轭^轉(zhuǎn)換器。較低電平(1 ower level)的抽頭轉(zhuǎn)換器使用這個遠(yuǎn)程信息確定其自己的模糊集，根據(jù)較高 電平(higher level)抽頭轉(zhuǎn)換器的開關(guān)趨勢加速或減速其自己的動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是與相應(yīng)控制器之間的任何實時通信無關(guān)地限制級 聯(lián)的抽頭轉(zhuǎn)換器之間和/或抽頭轉(zhuǎn)換器與旁路補(bǔ)償器之間的交互作用。 這個目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1和7的協(xié)調(diào)電壓控制方法和控制參數(shù)調(diào) 諧單元來實現(xiàn)的。根據(jù)從屬專利權(quán)利要求另外的優(yōu)選實施例是顯而易見 的，其中所選的權(quán)利要求從屬性不應(yīng)解釋為排除了可選和有意義的權(quán)利 要求組合。
根據(jù)本發(fā)明，配電網(wǎng)中的協(xié)調(diào)電壓控制通過根據(jù)控制第二電壓控制 裝置的電壓控制單元自身所評估(evaluate)的瞬時或?qū)嶋H操作條件而 自適應(yīng)更新或調(diào)諧該電壓控制單元的控制參數(shù)來實現(xiàn)，該電壓控制單元 諸如抽頭轉(zhuǎn)換器控制器或補(bǔ)償器控制器。不是使用由調(diào)試工程師初始設(shè) 置的恒定控制參數(shù)，而是通過將電壓電平的值輸入到電壓控制單元而基 于電壓電平來更新控制參數(shù)，該電壓電平又響應(yīng)于由鄰近第二電壓控制 裝置的第一電壓控制裝置執(zhí)行的任何控制動作或受其影響。在抽頭轉(zhuǎn)換 器控制器的情況下，所述電壓電平將是作為第二電壓控制裝置的抽頭轉(zhuǎn) 換變壓器的初級側(cè)電壓。電壓控制單元計算所述電壓電平的瞬時值與參 考值的偏差，并將這個偏差轉(zhuǎn)化成或映射到其時延特性和/或靜區(qū)的更 新。由此，電壓控制單元固有地預(yù)測或確定第一電壓控制裝置的控制動 作的可能性，而無需向電壓控制單元實時傳輸這段信息。這最終導(dǎo)致笫 二電壓控制裝置所執(zhí)行的控制動作數(shù)目減少，同時放松了對控制器間通 信的要求。在本發(fā)明的第一優(yōu)選變型中，作為局部可用系統(tǒng)量的所述電壓電平 通過連接到電壓控制單元的電壓電平傳感器反復(fù)測量。生成一系列標(biāo)記
時間的測量歷史值，并優(yōu)選地通過迭代在線學(xué)習(xí)，由其導(dǎo)出例如24小 時的典型負(fù)荷循環(huán)上的參考或期望曲線。然后連同電壓電平的瞬時值一 起使用所述期望曲線，以進(jìn)行控制參數(shù)的連續(xù)適配。在這個變型中，可 以完全避免使用到鄰近電壓控制單元的遠(yuǎn)程信號連接，因為電壓電平的 歷史值和瞬時值一起向下游控制器提供有關(guān)上游電壓控制裝置行為的 足夠準(zhǔn)確的信息。
在第二優(yōu)選實施例中，在第二控制器的靜區(qū)適配基于鄰近第 一控制 器的實際或目前有效的控制參數(shù)的傳送。也就是說，如果多個控制器位 于同 一 變電站或者如果控制器所位于的變電站之間的通信信道可用于 這種類型信息的通信，則無需回到(revert to)期望曲線。由于類似 的乃至相同的控制參數(shù)和電壓電平值可用于下游控制器的事實，有關(guān)上 游電壓控制裝置行為的相當(dāng)準(zhǔn)確的信息可由下游控制器重建。優(yōu)選地， 兩個鄰近控制器相互(reciprocally)傳送它們各自的實際控制參數(shù)值， 以便加速這兩個對應(yīng)電壓控制裝置中第一個的開關(guān)動作，并減慢第二個 的開關(guān)動作。
在本發(fā)明的有利實施例中，引入了慢適配階段，在其中觀察幾天內(nèi) 抽頭操作的平均數(shù)和平均電壓偏差。調(diào)整基本靜區(qū)均值和寬度，以提供 操作數(shù)與電壓偏差之間的期望平衡。該慢適配將簡化調(diào)諧，并通過引入 平均電壓偏差與抽頭轉(zhuǎn)換器操作的平均數(shù)之間的折衷而避免當(dāng)出現(xiàn)調(diào) 諧不良或不期望的操作條件時抽頭轉(zhuǎn)換器的過度階躍(stepping)。


下文將參照在附圖中示出的優(yōu)選的示范性實施例更詳細(xì)地說明本 發(fā)明的主題，附圖中
圖1示意地示出了示范性輻射狀配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
圖2是所提出的自適應(yīng)抽頭轉(zhuǎn)換器控制器的功能概圖3描繪了期望的和實際的電壓分布圖4示出級聯(lián)抽頭轉(zhuǎn)換變壓器的模擬日操作(daily operation); 圖5示出使用固定靜區(qū)的協(xié)調(diào)電容器和抽頭轉(zhuǎn)換變壓器的模擬日操 作；以及圖6示出使用自適應(yīng)靜區(qū)的模擬日操作。
在附圖標(biāo)記列表中以概況形式列出了附圖中所用的附圖標(biāo)記以及 它們的意義。原則上，在附圖中，相同的部分提供有相同的附圖標(biāo)記。
具體實施例方式
圖1示出了配電網(wǎng)的示范性結(jié)構(gòu)的選段。沿著始于輸電變電站并終 于負(fù)荷的輻射狀饋電線，指示了一連串的遞減電壓電平。在所示的最高
電壓電平(130 kV)處，旁路電容器組10被描繪為第一電壓控制裝置， 該最高電壓電平還表示輸電系統(tǒng)中的最低電壓電平并稱為二次輸電 (sub-transmission)電平。提供三個抽頭轉(zhuǎn)換變壓器20、 30、 40作 為連接連續(xù)電壓電平的另外的電壓控制裝置。在較低與較高電壓電平之 間，只有一個單一電流路徑是可能的，并且沒有形成環(huán)路。示出的電壓 控制裝置10、 20、 30、 40中的任一個都可用于響應(yīng)于由適當(dāng)?shù)碾妷嚎?制單元31、 41發(fā)出的控制命令而控制至少下游電壓，即，在距變電站 遠(yuǎn)側(cè)的電壓電平。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性電壓控制單元41的結(jié)構(gòu)，包括其 與作為是配電網(wǎng)初級設(shè)備一部分的電壓控制裝置的抽頭轉(zhuǎn)換變壓器40 的接口。所示的電壓控制單元41是具有經(jīng)由上升/下降激活脈沖操縱變 壓器40的有限狀態(tài)機(jī)(FSM)的抽頭控制器。FSM邏輯使用時延TD4和靜區(qū) DB4,并且與常規(guī)抽頭轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)中所用的FSM邏輯基本相同。要調(diào) 節(jié)等于變壓器40的次級電壓U、的電壓電平，并且為此，通過電壓變壓 器42感測其瞬間或?qū)嶋H值Us4，將該值饋送到電壓控制單元41并與靜區(qū) DB4相比較。
此外，通過連接到電壓控制單元41，更具體地說是連接到其A/D轉(zhuǎn) 換級的電壓電平傳感器43來測量變壓器40的初級電壓U 。這個初級電 壓U 是基本等于要由位于變壓器40上游的電壓控制裝置30的鄰近電壓 控制單元31調(diào)節(jié)的電壓電平U 的控制量。由靠近變壓器40位置的感測 裝置43測量的這個初級電壓的瞬時值Up4 (即指示遠(yuǎn)程定位的鄰近電壓 控制單元31的信號)被輸入到控制參數(shù)調(diào)諧單元411?？刂茀?shù)調(diào)諧單 元"l配備有定時器或時鐘"2，并評估測量值U 以代表電壓控制單元 41生成控制參數(shù)更新DB4、 TD"
8特別地，初級電壓up4的重復(fù)測量值U/pj被輸入到控制參數(shù)調(diào)諧單
元4 11 ，并且由此收集的標(biāo)記時間的數(shù)據(jù)被合并為要與瞬時值U、 一起評 估的期望或參考曲線U、f。為此，控制參數(shù)調(diào)諧單元411假設(shè)負(fù)荷變化
和所引起的電壓變化是周期性的，基本循環(huán)(base cycle)為24小時， 其中工作日和周末必須加以區(qū)分。在自適應(yīng)過程的第一階段，調(diào)諧單元 識別這些基本循環(huán)，并生成具有24小時基本周期(base period)上的 期望或標(biāo)準(zhǔn)分布的期望曲線。圖3描繪了由一連串的每小時均值(實線) 構(gòu)成的這種期望曲線U、f,以及由同一系統(tǒng)量的示范性測量瞬時值構(gòu)成 的實際曲線U (虛線)。期望曲線U:f自身可以在迭代學(xué)習(xí)過程中自適應(yīng) 地更新，以便在任何時候都足夠接近電力系統(tǒng)的瞬間行為。
作為示例，這種迭代學(xué)習(xí)過程可以通過均值計算或嵌套低通濾波器 的布置來實現(xiàn)。首先，對系統(tǒng)量進(jìn)行取樣，并在基本周期的一部分期間， 例如在l小時期間，將測量的值存儲在短期緩沖器中。在這個小時結(jié)束 時，計算瞬間均值，并計算后者和之前存儲的長期均值的加權(quán)平均，并
小時的均值組成7圖(中的期望曲線u:f。'通過調(diào)整所述加:平均計;
中的權(quán)重，可獲得期望的學(xué)習(xí)速度。經(jīng)驗表明，對于學(xué)習(xí)按周的電壓和
負(fù)荷變化以及識別基于時間的電壓設(shè)置點和遠(yuǎn)程旁路開關(guān)的行為來說，
一周或兩周的學(xué)習(xí)周期就足夠了。
在快速適配階段，基于之前確定的期望曲線U、和通過期望曲線所 近似的系統(tǒng)量的瞬時測量U、(")，調(diào)整電壓控制單元41的靜區(qū)DB"具 體地說，并且如下面示例中所例證的，對于一天中的每小時或每分鐘， 在與所測量的瞬時值U (P)與相應(yīng)時刻"的期望曲線U:f的特定值的 偏差成比例的程度上，將期望曲線轉(zhuǎn)化成控制器的上靜區(qū)DB7和/或下 靜區(qū)DB，的變化。模糊邏輯為這種類型的將啟發(fā)式知識轉(zhuǎn)化或映射成 數(shù)學(xué)函數(shù)提供了方便方法。這種適配背后的啟發(fā)式動機(jī)的示例是，當(dāng)上 游電壓控制裝置30有可能對觀察到的電壓偏差進(jìn)行補(bǔ)償以避免交互作 用時，延遲變壓器40的抽頭操作。例如，如果變壓器40的初級側(cè)電壓 電平低于期望曲線表明它應(yīng)該位于的電壓電平，則處于較高電平的裝置 10、 20、 30的電壓控制單元可期望校正動作，并且因此希望延遲變壓器 40的升壓(upwards )操作。這種延遲可通過增大變壓器40的控制器的 下靜區(qū)和增大時延來實現(xiàn)。圖4示出了應(yīng)用于圖1中20/10 kV連接處的抽頭轉(zhuǎn)換變壓器40的 所提出過程的有效性和益處。上面的兩個圖描繪了具有固定上下靜區(qū) DB4Up、 DB/。w以及次級側(cè)電壓U 與參考值m的偏差(左手邊圖解，示為 10kV偏差)的常規(guī)情況，引起頻繁的抽頭轉(zhuǎn)換動作(右手邊圖解)。要注 意的是，由于非零時延TD4，靜區(qū)以外的偏差的短漂移不引起抽頭轉(zhuǎn)換。 中間的兩個圖描繪了具有傳輸?shù)倪h(yuǎn)程數(shù)據(jù)的情況，其中瞬時次級側(cè)電壓 1133與遠(yuǎn)程上游變壓器30的這個電壓電平的標(biāo)稱值的偏差被傳輸?shù)阶儔?器40。以電壓控制單元31、 41之間的在線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備為代價，這種 情況使下游變壓器40能夠準(zhǔn)確地預(yù)測上游變壓器30的抽頭轉(zhuǎn)換動作， 并因此大大減少了由下游變壓器40執(zhí)行的抽頭轉(zhuǎn)換動作數(shù)目(右手邊圖 解)。在底線中，靜區(qū)的適配基于變壓器40的初級側(cè)電壓U 與上面詳述 的這個量的期望曲線U:f的偏差。如同之前的情況一樣，但這次不涉及 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，變壓器40的抽頭轉(zhuǎn)換動作數(shù)目相比第一個靜態(tài)情況減 少了。
代替識別遠(yuǎn)程定位的電壓控制裝置的行為，即，在旁路電容器10 和抽頭轉(zhuǎn)換變壓器20位于同一變電站的示范性情況下，可以調(diào)整變壓 器20的抽頭轉(zhuǎn)換器控制器和旁路電容器10的補(bǔ)償器控制器中的靜區(qū)， 而無需構(gòu)建期望曲線。在這種情況下，如果在不同的物理裝置中實現(xiàn)這 兩個控制器，則可使用控制參數(shù)值經(jīng)由諸如變電站通信總線的變電站內(nèi) 通信裝置的直接交換，來適配電容器和抽頭轉(zhuǎn)換器控制器的靜區(qū)和時 延。作為示例，用于適配電容器控制器靜區(qū)的邏輯旨在當(dāng)抽頭轉(zhuǎn)換器控 制器將要行動時加速電容器開關(guān)，并且當(dāng)電容器將要行動時延遲抽頭轉(zhuǎn) 換操作。
圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)抽頭轉(zhuǎn)換器控制相比常規(guī)控制 邏輯的優(yōu)勢，該抽頭轉(zhuǎn)換器控制應(yīng)用于具有如圖1中130 kV電壓電平 處所描繪的電容器IO和抽頭轉(zhuǎn)換變壓器20的變電站的情況。在這種情 況下，電容器調(diào)節(jié)變壓器的初級側(cè)上的無功負(fù)荷，目的是最小化無功功 率通量。抽頭轉(zhuǎn)換器控制變壓器的次級側(cè)電壓Us2。
圖5在左上方圖解中示出系統(tǒng)量的24小時循環(huán)的模擬，該系統(tǒng)量 是距參考值G (對應(yīng)于變壓器上沒有無功功率負(fù)荷)的歸 一化無功負(fù)荷偏 差。電容器的電壓控制單元涉及由兩個水平線DB^、 DB/。w表示的恒定靜 區(qū)。在大約8. 00和23. 00處，負(fù)荷偏差超出靜區(qū)，并且啟動電容器階躍(右上方圖解)。這產(chǎn)生了傳播通過所有串聯(lián)連接的變壓器的電壓尖峰，并影響沿輻射狀饋電線定位的所有抽頭轉(zhuǎn)換器。在左下方圖解中報告了距參考lp. U.的歸一化變壓器次級側(cè)電壓偏差(示為Us2- U、f)。由于常規(guī)的非自適應(yīng)抽頭控制，變壓器的電壓控制單元同樣涉及恒定靜區(qū)
DB2UP、 DB2'DW,其在24小時內(nèi)被次級電壓偏差超過18次，導(dǎo)致頻繁的抽頭轉(zhuǎn)換(右下方圖解)。當(dāng)電容器在早上大約8: OO接通時并且當(dāng)它在晚上大約23: 00鐘斷開時，在電容器與抽頭轉(zhuǎn)換器控制之間存在很多的交互作用，顯示出電壓偏差中的尖峰和不必要的抽頭轉(zhuǎn)換。
圖6示出具有所提出的自適應(yīng)控制器的相同情況的模擬結(jié)果?，F(xiàn)在基于相應(yīng)的其它電壓控制裝置的電壓電平來適配電容器的電壓控制單元(左上方圖解)和變壓器的電壓控制單元(左下方圖解)的上下靜區(qū)。具體地說，左上方圖解中描繪的電容器的歸一化無功負(fù)荷偏差轉(zhuǎn)化成變壓器的自適應(yīng)靜區(qū)(左下方圖解)，而左下方圖解中描繪的歸一化變壓器次級側(cè)電壓偏差映射到電容器的自適應(yīng)靜區(qū)(左上方圖解)。根據(jù)實質(zhì)上導(dǎo)
縮放(scaling),即偏差到相應(yīng)靜區(qū)的轉(zhuǎn)化或映射。當(dāng)變壓器次級側(cè)電壓為低時，這例如可通過加速電容器組的連接和減慢抽頭轉(zhuǎn)換器操作來實現(xiàn)。加速和減慢可通過調(diào)整相應(yīng)的時延或靜區(qū)或它們的組合來實現(xiàn)。通常，希望將靜區(qū)的最大變化固定到例如標(biāo)稱靜區(qū)寬度的20%或40%。由于在協(xié)調(diào)控制裝置10和20的控制單元之間交換實際或目前有效的控制參數(shù)值，可加速電容器動作和延遲抽頭轉(zhuǎn)換動作。協(xié)調(diào)電容器階if夭比以前更快，并且抽頭操作被延遲，由此避免了尖峰(由左下方圖解中的兩個箭頭指示)，并消除了抽頭轉(zhuǎn)換器的18個不必要操作中的6個(相比圖5的右下方圖解)。由此，自適應(yīng)控制使得有可能通過協(xié)調(diào)控制器用較少的控制努力來實現(xiàn)更好的電壓質(zhì)量。
上文提到的任何一種電壓控制單元都可以是各個變壓器和旁路補(bǔ)償器的控制器，即裝置電壓控制器，或者可以是調(diào)節(jié)同一變電站中的一個或多個變壓器和/或一個或多個旁路補(bǔ)償器的控制器(即變電站電壓控制器)的一部分。不同控制器的功能性一般由可至少部分在同一物理裝置或硬件塊中實現(xiàn)的軟件模塊提供。
名稱列表10旁路電容器
20、 30、 40抽頭轉(zhuǎn)換變壓器
31、 41電壓控制單元
42電壓變壓器
43電壓電平傳感器
411控制參數(shù)調(diào)諧單元
412時鐘
1權(quán)利要求
1.一種通過串聯(lián)連接在輸電變電站與負(fù)荷之間的電壓控制裝置(10，20，30，40)進(jìn)行協(xié)調(diào)電壓控制的方法，其中為了控制局部電壓電平US3、US4，每個裝置都響應(yīng)于由相應(yīng)的電壓控制單元(31，41)發(fā)出的并基于控制參數(shù)DB3、TD3、DB4、TD4的控制命令，并且其中測量介于第一(30)與第二電壓控制裝置(40)中間的位置處的電壓電平UP4的瞬時值UP4，其特征在于，所述方法包括由發(fā)出第二電壓控制裝置(40)的控制命令的第二電壓控制單元(41)-計算測量值UP4與參考UPref的偏差，以及-基于所述偏差更新第二電壓控制單元(41)的控制參數(shù)DB4、TD4的值。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括由第二 電壓控制單元(41):-記錄所述電壓電平U 的一系列值UT4),以及-由其導(dǎo)出期望曲線作為表示所述電壓電平U 的標(biāo)準(zhǔn)行為的所述參考Up f。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括 -通過迭代學(xué)習(xí)過程導(dǎo)出期望曲線。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括-由發(fā)出第一電壓控制裝置(30)的控制命令的第一電壓控制單元 (31)將其控制參數(shù)DB3、 TD3的實際值傳送到第二電壓控制單元(41)，以 及-第二電壓控制單元(41)由其導(dǎo)出所述參考Up f。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括-相互更新位于同一變電站的兩個電壓控制裝置(IO， 20)的電壓控 制單元的控制參數(shù)DB!、 TD1; DB2、 TD2，以便有利于所述兩個電壓控制裝 置(IO, 20)中第一個的開關(guān)動作。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括-適配第二電壓控制單元(41)的控制參數(shù)DB4、 TD4的值，以便限制 第二電壓控制裝置(4 0)在預(yù)定時間間隔內(nèi)執(zhí)行的控制動作的數(shù)目。
7. —種控制參數(shù)調(diào)諧單元(411),用于基于由鄰近電壓控制單元(31) 控制的電壓電平Us3、 Up4的瞬時值與參考U、f的偏差而更新電壓控制單元 (41)的控制參數(shù)DB,、 TD4的值，所述電壓控制單元(31, 41)發(fā)出控制命 令以便由串聯(lián)連接在輸電變電站與負(fù)荷之間的電壓控制裝置(10， 20， 30, 4Q)來執(zhí)行。
8. 如權(quán)利要求7所述的控制參數(shù)調(diào)諧單元，其特征在于，所述控制 參數(shù)調(diào)諧單元包括時鐘(412),用于生成所述電壓電平U 的一系列標(biāo) 記時間的值(U )，以便由其導(dǎo)出期望曲線作為表示所述電壓電平U 的 標(biāo)準(zhǔn)行為的所述參考U:r。
全文摘要
本發(fā)明涉及與相應(yīng)控制器之間的任何實時通信無關(guān)地限制級聯(lián)的抽頭轉(zhuǎn)換器之間和/或抽頭轉(zhuǎn)換器與旁路補(bǔ)償器之間的交互作用。根據(jù)本發(fā)明，配電網(wǎng)中的協(xié)調(diào)電壓控制通過根據(jù)控制第二電壓控制裝置(40)的電壓控制單元(41)自身所評估的瞬時或?qū)嶋H操作條件而自適應(yīng)更新或調(diào)諧該電壓控制單元的控制參數(shù)DB4、TD4來實現(xiàn)。不是使用由調(diào)試工程師初始設(shè)置的恒定控制參數(shù)，而是基于電壓電平U^P₄來更新控制參數(shù)，該電壓電平又響應(yīng)于由鄰近第二電壓控制裝置的第一電壓控制裝置執(zhí)行的任何控制動作，或受其影響。電壓控制單元計算所述電壓電平的瞬時值與參考值的偏差，并將這個偏差轉(zhuǎn)化成或映射到其靜區(qū)和/或時延特性的更新。由此，電壓控制單元固有地預(yù)測或確定第一電壓控制裝置的控制動作的可能性，而無需向電壓控制單元實時傳輸這段信息。
文檔編號G05F1/14GK101553766SQ200780042616
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者K·西古爾德, M·拉森 申請人:Abb研究有限公司