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智能无功补偿装置自适应控制技术研究

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【摘要】：近年来，我国电网建设规模日益扩大，电网安全稳定运行成为备受关注的焦点，其中，无功补偿问题是电网运行控制技术中的重点。而在实际运行中，系统无功补偿装置配置不到位、无功备用容量缺乏都是无法忽略的问题。尤其在没有足够的快速调节无功补偿容量和配套装置，造成系统的实时响应能力不足。当前，在大功率电力电子元器件广泛使用和不断增长的背景下，对系统无功调节的要求持续提高，特别是合理有效的调控方式十分重要，它能够保证母线电压在系统潮流波动时保持平稳，尤其是针对配电网运行更加关键，将直接影响电压和线损合格率指标。

【关键词】：智能无功补偿装置；自适应控制技术

引言

近年来，电力系统非线性负荷容量持续增长，对电网无功调节形成巨大压力，系统面临谐波污染加剧的趋势。科学合理的无功控制策略对电力系统节点电压调节具有积极作用，不仅能提升电能传输效率、减小网损，更对电网的安全、经济、绿色、高效运行具有重要的意义和价值。

1、智能无功补偿装置的功能

1.1主机功能

（1）按顺序发送给补偿器主机状况，确保主机正常运行时从机与其无竞争关系。

（2）依次发送给从机参量读取指令，查收发回的各类参量信息，包括电容数值、补偿类型、投切信号、控制类型、温升和阈值超量，时延标识等。

（3）对电压电流量采样，同时求出系统实时潮流量，包括电压、电流和功率值，并计算获得功率因数、电压和电流谐波指标值。对测温器采样，得到温度实时值。按照保护控制条件运行。

（4）依据控制参量设置值对比线路参量，取得待选择的补偿器，按照对应的电容序号发送给从机控制指令，如果运行对象为主机控制电容，则可取消指令。

（5对系统供电进行监测，当失去供电瞬时，准确切除己投入运行的补偿器。

1.2从机功能

（1）查收播送的主机状况，当在设定的时间区间内未收到信息，开启竞争操作指令，按照本地地址信息，经过给定时延后代替主机。

（2）查收由主机发送的参量，读取指令，传回各类参量信息，包括电容数值、补偿类型、投切信号、控制类型、温升和阈值超量，时延标识等。

（3）对电压量采样，同时求出系统实时电压值，对测温器采样，得到温度实时值。按照保护控制条件运行。

（4）查收由主机发送的控制信息，执行补偿器投切操作，同时传回补偿器状态信息。

（5）当各相电容补偿器退出后，开启时延保护程序，在内置时钟设定120s时延间隔，时延间隔段内若又查收到投入指令，则不执行操作且传回时延标识。

（6）对系统供电进行监测，当失去供电瞬时，准确切除己投入运行的补偿器。

2、无功补偿装置分类

2.1PPF-SVC型无功谐波补偿器

晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电抗器（TSC）或它们的混合装置均能构成静止无功发生器，工作原理是根据负载特性实现连续或有级的无功补偿。无源滤波器（PPF是）由电抗器、电容器和电阻器按照适当参数组合而成的滤波装置，PPF与负载并联不仅能滤波，还能补偿部分无功。考虑实际问题时，设计滤波器时，不仅要考虑负荷侧产生的非特征次谐波，还需要考虑装置本身产生的谐波。

2.2混合型有源电力滤波器（APF）

早期的混合型APF指的是PF和APF相结合的混合装置，此装置的优点在前文己经提过。现今的混合型有源电力滤波器（HAPF）是PPF和APF相结合构成的，兼有PPF和APF的优点，在综合补偿方面，这项装置研究较早，所以现在应用非常广泛。HAPF一般在无功补偿领域里只能补偿具有固定容量的无功功率，不像SVC具有连续调节无功的能力。以APF和LC等无源器件结合方式将HAPF分为APF和PPF混合使用以及注入电路式HAPF两大类。

2.3SVC+APF型无功谐波补偿器

SVC与APF联合运行系统，SVC由TCR和FC组成，在FC上串联小的调谐电抗器组成单调谐PPF。将小容量的APF通过PPF串联于SVC系统中，具体原理为APF与基波谐振支路并联后再与SVC结构中的无源部分相串联接入电网。

3、智能无功补偿装置自适应控制技术

3.1信息采样

利用PDB达到对模数信号采集频率的控制。在寄存器中设定参数基本数值，就能够在指定时段内触发中断执行操作，同时发送给模数转换单元进行采样。采样成功之后，它的对应状态指示标识将自行引发直接内存访问的信息采集传送，采取其数据访问模式传送给数模转换单元相应的采集信息，并存储到其内存数据缓冲地址中。采样分析过程将针对该地址区域中的各周波开展Fourie:计算，计算结果中包括了频率数值、各相电压向量值以及最高三十一次的各相电压谐波数值。各相电流信号采集模式与之类似。

电力系统实际运行时，它的频率在额定频率上下波动，呈现出实时变化态势。因此，为达到信息采样分析的准确无误，在系统运行