本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無功功率協(xié)調(diào)控制的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電能質(zhì)量對電網(wǎng)的供電安全和供電質(zhì)量有著重要的影響。無功補償裝置可以向電網(wǎng)提供必要的無功補償，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是受限于器件容量的限制，單套無功補償裝置有時候不能滿足電網(wǎng)對無功功率的需要，需要增加無功補償裝置的容量，目前增加容量的方案通常采用雙套或多套無功補償裝置并列運行。

當(dāng)無功補償裝置以全站交流電壓或者功率因數(shù)為控制目標(biāo)時，由于兩套無功補償裝置的控制目標(biāo)相同，無功功率會在兩套無功補償裝置之間振蕩，這勢必降低了運行效率，甚至有可能影響系統(tǒng)穩(wěn)定。

專利CN201410067929提出了“一種雙套SVC協(xié)調(diào)控制裝置”，該發(fā)明在雙套SVC控制器之上加裝一套上層控制器，由上層控制器實現(xiàn)交流電壓控制等上層控制邏輯并將上層控制邏輯輸出的全站無功功率指令分配給SVC控制器。這種方法要求加裝上層控制器，增加了硬件成本，并且當(dāng)上層控制器發(fā)生故障時，兩套無功補償裝置無法實現(xiàn)控制權(quán)的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)容錯性能不高。

還有一種稱為“有源阻尼”的方法，即根據(jù)無功補償裝置輸出無功功率或者電流的大小動態(tài)改變控制目標(biāo)指令值，實現(xiàn)“下垂特性”。但是這種方法不能實現(xiàn)控制目標(biāo)的無偏差控制，以犧牲控制精度為代價。

因此有必要尋找一種既不犧牲控制精度，又不需要額外增加硬件成本且具備較高的系統(tǒng)容錯性的方法來實現(xiàn)雙套無功補償裝置的協(xié)調(diào)控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種無功功率協(xié)調(diào)控制的系統(tǒng)及方法，避免因加裝上層控制器帶來的硬件成本上升的問題，提高系統(tǒng)的容錯性能，同時實現(xiàn)無偏差 控制。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

無功功率協(xié)調(diào)控制的方法，其特征在于包括以下步驟：

至少兩套無功補償設(shè)備并列運行；

每套無功補償設(shè)備配置相同的控制器；

每套控制器至少包含上層控制單元、無功功率分配單元和下層控制單元；

每套控制器之間配置套間通訊，其中一套為主控制器，其他套為備控制器；備控制器的上層控制單元的狀態(tài)跟隨主控制器的上層控制單元的狀態(tài)，當(dāng)主控制器故障時其中一套備控制器自動升為主控制器，故障控制器降為備控制器。

進一步的，上述上層控制單元至少包括交流電壓控制模塊和無功功率控制模塊，上層控制單元的輸入信號為全站控制目標(biāo)指令值，輸出信號為全站無功功率參考值。

進一步的，上述全站控制目標(biāo)指令值下發(fā)給主控制器，備控制器通過套間通訊跟隨主控制器的全站控制目標(biāo)指令值。

進一步的，上述上層控制單元的狀態(tài)至少包括上層控制單元的輸入和積分器的輸出。

進一步的，上述無功功率分配單元的輸入信號為全站無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備無功功率參考值。

進一步的，上述下層控制單元的輸入信號為本套無功補償設(shè)備無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的調(diào)制信號。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案是：一種無功功率協(xié)調(diào)控制的系統(tǒng)，其特征在于：包括至少兩套并列運行的無功補償設(shè)備；每套無功補償設(shè)備配置相同的控制器；每套控制器至少包含上層控制單元、無功功率分配單和下層控制單元；每套控制器之間配置套間通訊，其中一套為主控制器，其他套為備控制器，備控制器的上層控制單元的狀態(tài)跟隨主控制器的上層控制單元的狀態(tài)，當(dāng)主控器故障時其中一套備控制器自動升為主控制器，故障控制器降為備控制器。

進一步的，上述上層控制單元至少包括交流電壓控制模塊和無功功率控制模塊，上層控制單元的輸入信號為全站控制目標(biāo)指令值，輸出信號為全站無功功率 參考值。

進一步的，上述全站控制目標(biāo)指令值下發(fā)給主控制器，備控制器通過套間通訊跟隨主控制器的全站控制目標(biāo)指令值。

進一步的，上述上層控制單元的狀態(tài)至少包括上層控制單元的輸入和積分器的輸出。

進一步的，上述無功功率分配單元的輸入信號為全站無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的無功功率參考值。

進一步的，上述下層控制單元的輸入信號為本套無功補償設(shè)備的無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的調(diào)制信號。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果為避免加裝上層控制器帶來的硬件成本上升問題；

(1)兩套無功補償設(shè)備的控制器互為備用，提高系統(tǒng)容錯性；

(2)可以實現(xiàn)無偏差控制，不犧牲控制精度；

(3)人機接口簡單，控制目標(biāo)指令值只需要下發(fā)給主控制器。

附圖說明

圖1是雙套無功補償設(shè)備并列結(jié)構(gòu)圖；

圖2是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

實施例1

參見圖1和圖2，本無功功率協(xié)調(diào)控制的方法，包括以下步驟：

至少兩套無功補償設(shè)備并列運行；

每套無功補償設(shè)備配置相同的控制器；

每套控制器至少包含上層控制單元、無功功率分配單元和下層控制單元；

每套控制器之間配置套間通訊，其中一套為主控制器，其他套為備控制器；備控制器的上層控制單元的狀態(tài)跟隨主控制器的上層控制單元的狀態(tài)，當(dāng)主控制器故障時其中一套備控制器自動升為主控制器，故障控制器降為備控制器。

進一步的，上述上層控制單元至少包括交流電壓控制模塊和無功功率控制模塊，上層控制單元的輸入信號為全站控制目標(biāo)指令值，輸出信號為全站無功功率參考值。

進一步的，上述全站控制目標(biāo)指令值下發(fā)給主控制器，備控制器通過套間通訊跟隨主控制器的全站控制目標(biāo)指令值。

進一步的，上述上層控制單元的狀態(tài)至少包括上層控制單元的輸入和積分器的輸出。

進一步的，上述無功功率分配單元的輸入信號為全站無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備無功功率參考值。

進一步的，上述下層控制單元的輸入信號為本套無功補償設(shè)備無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的調(diào)制信號。

實施例2

參見圖1和圖2，本無功功率協(xié)調(diào)控制的系統(tǒng)，包括至少兩套并列運行的無功補償設(shè)備；每套無功補償設(shè)備配置相同的控制器；每套控制器至少包含上層控制單元、無功功率分配單和下層控制單元；每套控制器之間配置套間通訊，其中一套為主控制器，其他套為備控制器，備控制器的上層控制單元的狀態(tài)跟隨主控制器的上層控制單元的狀態(tài)，當(dāng)主控器故障時其中一套備控制器自動升為主控制器，故障控制器降為備控制器。

進一步的，上述上層控制單元至少包括交流電壓控制模塊和無功功率控制模塊，上層控制單元的輸入信號為全站控制目標(biāo)指令值，輸出信號為全站無功功率參考值。

進一步的，上述全站控制目標(biāo)指令值下發(fā)給主控制器，備控制器通過套間通訊跟隨主控制器的全站控制目標(biāo)指令值。

進一步的，上述上層控制單元的狀態(tài)至少包括上層控制單元的輸入和積分器的輸出。

進一步的，上述無功功率分配單元的輸入信號為全站無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的無功功率參考值。

進一步的，上述下層控制單元的輸入信號為本套無功補償設(shè)備的無功功率參考值，輸出信號為本套無功補償設(shè)備的調(diào)制信號。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。