本發(fā)明屬于電廠avc子站自動(dòng)電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，是一種電廠母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，通過加入無功偏置模塊，人為的引入無功偏置量，從而改善機(jī)組之間的無功平衡關(guān)系，避免單機(jī)avc無功閉鎖，提高全廠avc的調(diào)節(jié)速率以及母線電壓調(diào)節(jié)合格率的一種控制方法。

背景技術(shù)：

目前，幾乎所有電廠avc無功分配策略采用的僅是等功率因數(shù)法、平均分配法、按機(jī)組無功容量成比例分配或按機(jī)組實(shí)發(fā)有功成比例分配。電廠根據(jù)自己機(jī)組的實(shí)際情況和調(diào)節(jié)目標(biāo)的不同，選擇合理的機(jī)組無功分配算法，能夠取得很好的分配效果，但是這些方法都存在不足，都沒有為電廠運(yùn)行人員提供機(jī)組之間無功內(nèi)部調(diào)整以及避免單機(jī)無功閉鎖，改善電廠母線電壓調(diào)節(jié)速率的機(jī)會。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種改進(jìn)機(jī)組avc無功分配策略的方法，本方法在機(jī)組avc無功進(jìn)行分配時(shí)，加入了無功偏置模塊，一方面為電廠機(jī)組運(yùn)行人員提供了一個(gè)更加自主的無功分配方式；另一方面可以改善機(jī)組之間的無功平衡關(guān)系，避免單機(jī)avc無功閉鎖，提高全廠avc的調(diào)節(jié)速率，保證電廠母線電壓調(diào)節(jié)的合格率。

本發(fā)明對傳統(tǒng)的無功分配算法進(jìn)行了改進(jìn)，將無功偏置調(diào)整功能融合到分配算法中，提出基于按機(jī)組無功容量成比例的無功偏置分配法。無功偏置是指運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)整偏置改變其中一臺機(jī)組無功分配指令，其余所有機(jī)組根據(jù)當(dāng)前分配算法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，機(jī)組無功分配結(jié)果同步向相反方向改變，從而保證調(diào)節(jié)后的總無功目標(biāo)不變，實(shí)現(xiàn)投入avc功能的機(jī)組間無功轉(zhuǎn)移與調(diào)整功能。

本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括如下步驟：

(一)由母線電壓的設(shè)定值與實(shí)發(fā)值之間的差值，經(jīng)過增量式pid計(jì)算出母線電壓設(shè)定值下的電廠無功功率指令值；

在實(shí)際受控電壓閉環(huán)控制時(shí)，一般采用增量式數(shù)字pid控制器中的pi作用，其中pi控制器的差分方程表示為：

q(k)＝q(k-1)+kp·(e(k)-e(k-1))+ki·e(k)(1)

式中：e(k)＝u(k)-u(k-1)表示本次調(diào)節(jié)時(shí)母線電壓的調(diào)節(jié)誤差

通過現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)受控電壓和無功功率的變化，以及結(jié)合增量式數(shù)字pid控制器的輸出和全廠無功目標(biāo)值設(shè)定模塊的換算關(guān)系，確定增量式數(shù)字pid控制器的參數(shù)kp和ki，從而實(shí)現(xiàn)電壓和無功之間的相互轉(zhuǎn)換，以及對受控母線的閉環(huán)控制；

(二)電廠無功功率指令值經(jīng)過機(jī)組無功分配模塊，計(jì)算avc成組機(jī)組無功指令值，無功指令值經(jīng)過avr閉合回路產(chǎn)生機(jī)組所需的無功；

(三)在機(jī)組無功分配時(shí)，引入無功偏置模塊，運(yùn)行人員點(diǎn)擊手動(dòng)模式，手動(dòng)調(diào)整偏置改變成組機(jī)組中的一臺機(jī)組無功分配指令，其余成組機(jī)組根據(jù)無功容量成比例分配算法進(jìn)行無功指令自動(dòng)調(diào)整；或者運(yùn)行人員點(diǎn)擊無功偏置自動(dòng)模式，無功分配算法會很據(jù)此時(shí)機(jī)組無功實(shí)發(fā)的最大值及最小值，按照機(jī)組無功容量成比例算法計(jì)算出全廠無功增量，根據(jù)無功增量再計(jì)算出成組機(jī)組新的無功指令值；

(四)無功偏置模塊處于手動(dòng)模式時(shí)，avc系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組無功容量按比例分配，方程如下：

式中：——avc投自動(dòng)的機(jī)組無功偏置總和；

——參與avc分配的機(jī)組無功總和；

——未參與avc分配的機(jī)組無功總和；

qt——表示全廠無功目標(biāo)值；

——參與avc分配的機(jī)組無功容量系數(shù)和；

n——全廠機(jī)組總數(shù)；

l——未參與avc分配機(jī)組總數(shù)；

m——參與avc分配機(jī)組投無功偏置模塊總數(shù)；

y——全廠無功總指令的增量。

為了保證機(jī)由avc手動(dòng)切為自動(dòng)時(shí)為無擾切換，手動(dòng)的分配結(jié)果不被拉回，必須反算該機(jī)組無功偏置，如式所示：

bi＝qi-kiy(4)

(五)無功偏置模塊處于自動(dòng)模式時(shí)，avc系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組無功容量按比例分配，方程如下：

利用max，min函數(shù)計(jì)算投入avc機(jī)組的無功實(shí)發(fā)最大值和最小值：

按照投入avc機(jī)組容量比例計(jì)算出無功總指令的增量：

根據(jù)無功總指令增量計(jì)算投入avc機(jī)組的新的無功分配新指令值：

q′ii＝qii-y(8)。

本發(fā)明的有益效果是，可以人為手動(dòng)或者自動(dòng)添加自動(dòng)電壓控制機(jī)組的無功偏置值，避免多機(jī)機(jī)組無功初始狀態(tài)不一致時(shí)，在進(jìn)行母線電壓調(diào)節(jié)時(shí)，出現(xiàn)單機(jī)無功閉鎖，影響母線電壓地調(diào)節(jié)速率，可以推廣到水電廠甚至新能源avc控制領(lǐng)域中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電廠avc控制結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明改進(jìn)機(jī)組avc分配策略的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

一種改進(jìn)機(jī)組avc無功分配策略的方法，其無功分配策略改進(jìn)包括下列步驟：

(一)由母線電壓的設(shè)定值與實(shí)發(fā)值之間的差值，經(jīng)過增量式pid計(jì)算出母線電壓設(shè)定值下的電廠無功功率指令值；

在實(shí)際受控電壓閉環(huán)控制時(shí)，一般采用增量式數(shù)字pid控制器中的pi作用，其中pi控制器的差分方程表示為：

q(k)＝q(k-1)+kp·(e(k)-e(k-1))+ki·e(k)(1)

式中：e(k)＝u(k)-u(k-1)表示本次調(diào)節(jié)時(shí)母線電壓的調(diào)節(jié)誤差

通過現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)受控電壓和無功功率的變化，以及結(jié)合增量式數(shù)字pid控制器的輸出和全廠無功目標(biāo)值設(shè)定模塊的換算關(guān)系，確定增量式數(shù)字pid控制器的參數(shù)kp和ki，從而實(shí)現(xiàn)電壓和無功之間的相互轉(zhuǎn)換，以及對受控母線的閉環(huán)控制；

(二)電廠無功功率指令值經(jīng)過機(jī)組無功分配模塊，計(jì)算投入avc功能的機(jī)組無功指令值，無功指令值經(jīng)過avr閉合回路產(chǎn)生機(jī)組所需的無功；

(三)在機(jī)組無功分配時(shí)，引入無功偏置模塊，運(yùn)行人員點(diǎn)擊手動(dòng)模式，手動(dòng)調(diào)整偏置改變其中一臺機(jī)組無功分配指令，其余所有機(jī)組根據(jù)當(dāng)前分配算法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整；或者運(yùn)行人員點(diǎn)擊無功偏置自動(dòng)模式，機(jī)組無功偏置會根據(jù)投入avc功能機(jī)組的無功實(shí)發(fā)值，進(jìn)行機(jī)組之間無功值的比較，并按照等容量偏置方法，得出新的機(jī)組無功分配值。

(四)無功偏置模塊處于手動(dòng)模式時(shí)，avc系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組無功容量按比例分配，方程如下：

式中：——avc投自動(dòng)的機(jī)組無功偏置總和；

——參與avc分配的機(jī)組無功總和；

——未參與avc分配的機(jī)組無功總和；

qt——表示全廠無功目標(biāo)值；

——參與avc分配的機(jī)組無功容量系數(shù)和；

n——全廠機(jī)組總數(shù)；

l——未參與avc分配機(jī)組總數(shù)；

m——參與avc分配機(jī)組投無功偏置模塊總數(shù)；

y——全廠無功總指令的增量。

為了保證機(jī)由avc手動(dòng)切為自動(dòng)時(shí)為無擾切換，手動(dòng)的分配結(jié)果不被拉回，必須反算該機(jī)組無功偏置，如式所示：

bi＝qi-kiy(4)

(五)無功偏置模塊處于自動(dòng)模式時(shí)，avc系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組無功容量按比例分配，方程如下：

利用max，min函數(shù)計(jì)算投入avc機(jī)組的無功實(shí)發(fā)最大值和最小值：

按照投入avc機(jī)組容量比例計(jì)算出無功總指令的增量：

根據(jù)無功總指令增量計(jì)算投入avc機(jī)組的新的無功分配新指令值：

q′ii＝qii-y(8)。