06_Infineon UPS reference design

变电站电压无功控制技术

变电站电压无功控制技术 变电站电压无功控制技术 摘要：对变电站电压无功自动控制系统的工作原理进行了介绍和分析，并提出了控制系统中存在的若干问题以及解决的设想，由此再进一步提出了未来值得研究的方向。 关键词：变电站；电压无功；控制系统 中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号： 引言： 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件。有效的电压调节和无功补偿不仅能提高电压的质量, 而且能够提高电力系统的稳定性和安全性, 充分发挥电网的经济效益。过去, 变电站的电压调整是依靠变电站值班人员通过手动操作变压器的有载调压分接头和投退电容器来完成。 1. VQC的原理 目前地区电网的变电站一般采用的无功补偿控制方法一般是人工调节和 VQC 控制调节。人工调节即变电站值班人员根据本站母线电压运行情况，进行人工投切本站的并联补偿电容器或者调节变压器分接头进行补偿，这种方式存在及时性差、难以优化的缺点。实现了变电站综合自动化的变电站，一般采用电压无功综合控制装置(VQC)进行无功综合控制。 由于电压、无功功率、功率因数是紧密联系的，根据系统的运行情况，在保证电压合格的情况下，从系统角度计算出每个变电站应该补偿的容量和合适的主变分接头位置，这样可以实现全网的无功损耗最小。但是，一方面电网调度自动化系统不具备这样的计算能力和防调控制能力。另一方面，变电站的并联补偿电容还不能根据系统要求实现无级平滑的调节无功，只能是分组投切。所以实际运行的变电站电压无功自动控制系统都是采用分区控制的原则。其中比较著名的是“九区域图”控制原则。

2.系统架构 本产品控制主板采用 32 位 RISC 架构的 ARM10 微控制器，该处理器具有极高的性能，主频高达 520MHz。本主板是嵌入式结构，板形接口极其紧凑，功耗极低。整板功耗就可以控制在 5W 以内。本主板具有 PC104 接口并且支持标准的 PC104 扩展板卡。并且具有丰富的接口资源，集成 3 路工业级串口、一路 100M 以太网接口，可以方便的连接各种工业控制模块。 USB 主接口 2 路、USB 设备接口 1 路、1 路AC97 音频、1 路 LCD 及触摸屏等接口。板载 VGA 接口，分辨率可达800 x 600，可以直接连接电脑显示器，配以 USB 鼠标和键盘，即可连接成为一台具有极低功耗的工业控制计算机。大容量的存储空间，64M 的 RAM ,256M 的 NandFlash，可满足客户对大量数据的存储。 3.模块划分 VQC 系统包括以下几大功能模块：通讯模块、规约模块、数据库模块、算法模块、采集与控制模块、数据定时清除模块， GUI 模块。 3.1 通讯模块 主要负责与变电站后台机的通讯，进行数据的传输。通讯方式包括 TCP/IP 通信和 RS232 串口通讯,数据主要包括上行信息（遥测、遥信、定值信息）和下行信息（电容断路器位置及判别运行方式的断路器位置，远程操作命令及故障清除命令，定值的远程设定）以及电压、电流数据。 3.2 规约模块 包括 modubs 规约、CDT规约、IEC101 规约、IEC104 规约。用于通讯的数据封装。规约支持的功能，细化出来。 3.3 数据库模块 用于数据的存储，主要存储的数据有补偿参数、实时数据（硬接点采集或软件获取）、通过算法计算后的计算结果（有功、无功、功率因数）。 3.4 算法模块 应用电压无功模糊识别判据，根据当前电压、电流值计算有功无

低电压穿越控制技术.

电网正常条件下双馈风力发电变换器的控制技术 DFIG变速恒频运行，通过控制转子侧和网侧变换器来实现有功、无功功率的独立调节。转子侧变换器的主要作用是为转子提供励磁电流，而励磁电流可以分为励磁分量和转矩分量两部分。其中调节励磁电流分量可调节定子侧所发出的无功功率，调节转矩电流分量控制电磁转矩，进而控制定子侧所发出的有功功率，使风力机运行在最佳功率曲线上，实现最大风能捕获。风速的变化会引起双馈发电机运行状态的变化，进而导致直流侧电流的变化，从而引起直流侧电压的变化。直流侧电压的变化会引起整个风力发电系统的性能恶化，所以网侧变换器的主要控制目标就是保持直流侧电压恒定而不受上述因素的影响，同时又可以控制功率因数。网侧变换器的另一任务是保证其良好的输入特性，即输入电流波形接近正弦，谐波含量少，功率因数符合要求，理论上可获得任意可调的功率因数，为整个风电系统的功率因数控制提供了另一种方法。 双馈风力发电系统是一个多变量、时变、强耦合的高阶非线性系统，其运行控制复杂。目前对于理想电网电压条件下DFIG风力发电机系统、包括网侧、转子侧变换器的控制策略业已进行了大量的研究工作错误!未找到引用源。]。如经典的矢量控制(Vector Control-VC)和直接转矩控制(Direct Torque Control-DTC)在DFIG风电机组得到广泛应用。矢量控制根据定向方式的不同又可分为电压定向(SVO-VC)和磁链定向(SFO-VC)。而针对网侧变换器而言，变换器的控制就可以分为基于电网电压定的矢量控制(VOC)和直接功率控制(VDPC)以及基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC)和直接功率(VFDPC)控制四种。 1 矢量控制 由于DFIG是个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用参数重构和状态重构的现代控制理论概念可以实现交流异步电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦，即磁通和转矩之间的解耦，将整个系统分解为两个独立控制的子系统。实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程，使交流调速系统的动态性能得到了显著的提高和改善。因此，对双馈电机而言，采用矢量控制是极具有吸引力的，无论双馈电机是作为电动机运行还是作为发电机运行，根据不同的控制目标，可以实现速度和定子无功功率（或磁通）的解耦控制或者定子端口无功功率和有功功率的解耦控制。其控制方程为：