一种电网SVG控制方法、系统及计算机设备

技术领域

本发明涉及电气或电子系统控制技术领域，尤其涉及一种电网SVG控制方法、系统及计算机设备。

背景技术

SVG是Static Var Generator,即静止式无功补偿装置，包含功率变换器、并网电抗器和控制器，SVG控制器控制SVG实现无功补偿，无功补偿装置(SVG)具有无功补偿、稳定电网电压等功能，是改善电网质量的主要装置，电网的阻抗特性会影响SVG并网系统的稳定性。

目前的SVG控制方法或系统无法自动适应电网强弱变化的应用场景，易导致SVG并网系统出现失稳现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种电网SVG控制方法、系统及计算机设备，以使SVG无功补偿过程中能够根据短路比自动调整SVG控制参数，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，以实现自适应电网SVG控制。

第一方面，本发明提供了一种电网SVG控制方法，所述方法应用于电网SVG控制系统，所述方法包括以下步骤：

S1:采集SVG并网点的线电压值以及SVG三相电流值；

S2：根据采集的SVG并网点的线电压值以及SVG三相电流值计算出电网SVG控制系统的短路比；

S3:根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中，确定出目标SVG控制参数组；

S4：采用目标SVG控制参数组对电网SVG进行控制。

进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S2包括以下步骤：

S2.1：根据SVG并网点的线电压值计算出并网点的正序电压幅值；

S2.2：根据SVG三相电流值计算出并网点的无功电流幅值；

S2.3：根据设定的间隔时间定时存储正序电压幅值和无功电流幅值；

S2.4：根据当前时刻的正序电压幅值和上一时刻的正序电压幅值计算出电压差ΔV

所述电压差ΔV

ΔV

其中：V

所述电流差ΔI

ΔI

其中：I

S2.5：根据电压差和电流差计算电网阻抗，电压阻抗Z

其中：ΔV

S2.6：根据电网阻抗计算出电网SVG控制系统的短路比。

优选地，步骤S2.1中的根据SVG并网点的线电压值计算出并网点的正序电压幅值是基于派克变换方法或离散傅里叶变换方法得到的；

步骤S2.2中根据SVG三相电流值计算出并网点的无功电流幅值是基于派克变换方法或离散傅里叶变换方法得到的。

优选地，步骤S2.6中，根据电网阻抗计算出电网SVG控制系统的短路比，具体为：根据电网阻抗Z

所述短路比SCR的计算公式为：

其中：Z

优选地，步骤S2.6中根据电网阻抗计算出电网SVG控制系统的短路比还包括判断短路比SCR的值是否有效，具体的判断方法如下：

当电流差|ΔI

当电流差|ΔI

优选地，步骤S3具体包括以下步骤：

S3.1：设定SVG控制参数组为三组，分别为第一参数组、第二参数组和第三参数组，

第一参数组、第二参数组和第三参数组均包括设定的锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、电流环积分系数；

S3.2：根据短路比SCR的数值大小将短路比SCR设定为三段，分别为0＜SCR≤5时的第一段、5＜SCR≤10时的第二段，SCR＞10时的第三段；

S3.3：根据短路比SCR的分段范围与数据大小确定出目标SVG控制参数组：

当0＜SCR≤5时，确定第一参数组作为目标SVG控制参数组；

当5＜SCR≤10时，确定第二参数组作为目标SVG控制参数组；

当SCR＞10时，确定第三参数组作为目标SVG控制参数组。

优选地，步骤S3.2还包括：确定SVG控制参数组的切换，其具体包括：

S3.2.1：连续3次测量短路比；

S3.2.2：根据3次短路比的数值结果判断是否切换目标SVG控制参数组，具体是：若3次短路比的数值都属于同一个短路比分段范围内，则切换为对应的SVG控制参数组；若3次短路比的数值不落在同一个SCR分段范围内，则不切换SVG控制参数组。

本发明提供的一种电网SVG控制方法能够在SVG无功补偿过程中根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值的关系实时计算出短路比，再根据短路比自动调整SVG控制参数组，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，能够满足实时性和高精度要求，在SVG常规运行时进行同步计算，响应速度快，能够及时跟随电网强弱变化，实现了自适应SVG控制。

另外，该方法相对于主动注入电流扰动法，具有实时性高、成本低、计算量小等优点，且不会有注入的扰动信号来影响并网质量。

第二方面，本发明提供了一种电网SVG控制系统，包括电压测量模块、电流测量模块、计算模块和SVG控制参数切换模块，

所述电压测量模块，用于采集SVG并网点的线电压值；

所述电流测量模块，用于采集SVG三相电流值；

所述计算模块与所述电压测量模块和所述电流流程模块分别连接，用于根据SVG并网点的线电压值以及SVG三相电流值计算出电网SVG控制系统的短路比；

所述SVG控制参数确定模块与所述计算模块连接，用于根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中确定出目标SVG控制参数组；

所述控制模块与所述SVG控制参数确定模块连接，用于根据所述目标SVG控制参数组对电网SVG进行控制。

优选地，所述短路比SCR的分段范围设定为三段，分别为0＜SCR≤5时的第一段、5＜SCR≤10时的第二段、及SCR＞10时的第三段；

所述SVG控制参数组设定为三组，分别为第一参数组、第二参数组和第三参数组，第一参数组、第二参数组和第三参数组分别包括锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、电流环积分系数；

所述SVG控制参数确定模块根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中确定出目标SVG控制参数组，具体为：

当0＜SCR≤5时，所述SVG控制参数确定模块确定第一参数组作为目标SVG控制参数组；

当5＜SCR≤10时，所述SVG控制参数确定模块确定第二参数组作为目标SVG控制参数组；

当SCR＞10时，所述SVG控制参数确定模块确定第三参数组作为目标SVG控制参数组。

本发明提供的电网SVG控制系统能够在SVG无功补偿过程中根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值的关系实时计算出短路比，再根据短路比自动调整SVG控制参数组，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，实现了自适应SVG控制。

第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述电网SVG控制方法的步骤。

本发明提供的计算机设备，能够使SVG无功补偿过程中并网点电压差值和无功电流差与电网阻抗之间的关系实时计算电网阻抗，进而获取并网点短路比，根据短路比自动调整SVG控制参数，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，实现了电网自适应SVG控制。

附图说明

图1为本发明实施例中的电网SVG控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中并网时的SVG控制示意图；

图3为本发明实施例中的进行电网阻抗和短路比计算的计算框图；

图4为SVG控制参数组的示意图；

图5为本发明实施例中的SVG控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。

可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。

可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。

可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。

针对现有的SVG控制方法或系统无法自动适应电网强弱变化的应用场景，且其只使用一套SVG控制参数组的问题，易导致SVG并网系统出现失稳现象，本申请的发明人经研究发现，利用短路比可以实现电网的稳定运行，从而可以解决上述问题。因为短路比(SCR)能够表征电网强弱，短路比越大，等效阻抗越小，电网越强，SVG并网系统越稳定。据此，本发明提供一种电网SVG控制方法及系统，该方法或系统能够通过短路比发生变化，采用多套SVG控制参数组来实现控制模式的切换，从而实现不同强度电网下的自适应SVG动态性能调整，维持系统的稳定运行。

实施例1：

本实施例提供一种电网SVG控制方法，所述方法应用于电网SVG控制系统，如图1、图2、图3及图4所示，电网SVG控制方法包括步骤S1～S4：

S1：采集SVG并网点的线电压值以及SVG三相电流值

具体的获得方式如图2所示，SVG功率变换(可采用SVG功率变换器完成)采用每相N(N＝40)个H桥模块级联构成三相星型连接SVG(静止无功发生器)多电平变流器，SVG(可采用SVG控制器实现)控制采集单元中的电压采集模块和电流采集模块分别采集SVG并网点线电压值(V

S2：根据采集的SVG并网点的线电压值以及SVG三相电流值计算出电网SVG控制系统的短路比

具体如图3所示，S2中计算出电网SVG控制系统的短路比的具体过程如下：

S2.1：根据SVG并网点的线电压值计算出并网点的正序电压幅值；

具体地，S2.1中的根据SVG并网点的线电压值计算出并网点的正序电压幅值是基于派克变换方法或离散傅里叶变换方法获得的；S2.2中根据SVG三相电流值计算出并网点的无功电流幅值是基于派克变换方法或离散傅里叶变换方法获得的。派克变换也被称为Park变换或帕克变换，是实现坐标转换；离散傅里叶变换也就是Discrete FourierTransform，简称DFT，离散傅里叶变换(DFT)，是傅里叶变换在时域和频域上都呈现离散的形式，将时域信号的采样变换为在离散时间傅里叶变换频域的采样。

S2.2：根据SVG三相电流值计算出并网点的无功电流幅值；

S2.3：根据设定的间隔时间定时存储正序电压幅值和无功电流幅值；

S2.4：根据当前时刻的正序电压幅值和上一时刻的正序电压幅值计算出电压差ΔV

所述电压差ΔV

ΔV

其中：ΔV

所述电流差ΔI

ΔI

其中：I

S2.5：根据电压差和电流差计算电网阻抗，电压阻抗Z

其中：ΔV

S2.6：根据电网阻抗计算出电网SVG控制系统的短路比。

具体地，S2.6中是根据电网阻抗Z

所述短路比SCR的计算公式为：

其中：Z

为了更好地进行控制，S2.6中还包括判断短路比SCR的值是否有效，判断方法如下：

当电流差|ΔI

当电流差|ΔI

S3：根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中，确定出目标SVG控制参数组；

具体地，S3中包括以下步骤：

S3.1：设定SVG控制参数组为三组，分别为第一参数组、第二参数组和第三参数组，

第一参数组、第二参数组和第三参数组均包括设定的锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、电流环积分系数；

S3.2：根据短路比SCR的数值大小将短路比SCR设定为三段，分别为0＜SCR≤5时的第一段、5＜SCR≤10时的第二段，SCR＞10时的第三段；

S3.3：根据短路比SCR的分段范围与数据大小确定出目标SVG控制参数组：

当0＜SCR≤5时，确定第一参数组作为目标SVG控制参数组；

当5＜SCR≤10时，确定第二参数组作为目标SVG控制参数组；

当SCR＞10时，确定第三参数组作为目标SVG控制参数组。

为了避免SVG控制参数组的频繁切换，S3.2中还包括：确定SVG控制参数组的切换，其具体包括：

S3.2.1：连续3次测量短路比；

S3.2.2：根据3次短路比的数值结果判断是否切换目标SVG控制参数组，具体是：若3次短路比的数值都属于同一个短路比分段范围内，则切换为对应的SVG控制参数组；若3次短路比的数值不落在同一个SCR分段范围内，则不切换SVG控制参数组。

S3.3：根据短路比SCR的分段范围与数据大小确定出目标SVG控制参数组：

当0＜SCR≤5时，确定第一参数组作为目标SVG控制参数组；

当5＜SCR≤10时，确定第二参数组作为目标SVG控制参数组；

当SCR＞10时，确定第三参数组作为目标SVG控制参数组。

S4：采用目标SVG控制参数组对电网SVG进行控制。

目标SVG控制参数组中包括锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、及电流环积分系数等参数，根据锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、及电流环积分系数等参数对电网SVG进行控制。

本实施例电网SVG控制方法能够在SVG无功补偿过程中根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值的关系实时计算出短路比，再根据短路比自动调整SVG控制参数组，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，能够满足实时性和高精度要求，在SVG常规运行时进行同步计算，响应速度快，能够及时跟随电网强弱变化，实现了自适应SVG控制。

另外，该实施例中的方法相对于主动注入电流扰动法，具有实时性高、成本低、计算量小等优点，且不会有注入的扰动信号来影响并网质量。

实施例2：

本实施例提供一种电网SVG控制系统，如图5所示，电网SVG控制系统包括电压测量模块、电流测量模块、计算模块、SVG控制参数确定模块和控制模块，

电压测量模块，用于采集SVG并网点的线电压值；

电流测量模块，用于采集SVG三相电流值；

计算模块与电压测量模块和电流流程模块分别连接，用于根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值计算出电网SVG控制系统短路比；

SVG控制参数确定模块与计算模块连接，用于根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中确定出目标SVG控制参数组；

控制模块与SVG控制参数确定模块连接，用于采用目标SVG控制参数组对电网SVG进行控制。

具体的，如图2及图3所示，先根据SVG并网点的线电压值计算出并网点的正序电压幅值，再根据SVG三相电流值计算出并网点的无功电流幅值，然后设定的间隔时间定时存储正序电压幅值和无功电流幅值，接着根据当前时刻的正序电压幅值和上一时刻的正序电压幅值计算出电压差ΔV

工作原理如图2所示，SVG系统通过PWM脉宽调制控制技术，通过功率变换，也就是对SVG并网点线电压值和SVG三相电流值的调整，实现对实现对无功功率的快速动态调节，具体的工作过程如图5所示，先是电压测量模块采集SVG并网点的线电压值，电流测量模块采集SVG三相电流值，然后计算模块根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值计算出电网SVG控制系统短路比，接着SVG控制参数确定模块根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中确定出目标SVG控制参数组，最后控制模块与SVG控制参数确定模块连接，用于采用目标SVG控制参数组对电网SVG进行控制。

电压差ΔV

ΔV

其中：ΔV

电流差ΔI

ΔI

其中：I

又根据电压差和电流差计算电网阻抗，电压阻抗Z

其中：ΔV

最后根据电网阻抗计算出电网SVG控制系统的短路比SCR，所述短路比SCR的计算公式为：

其中：Z

备注：与实施例1的相同部分，没有过多阐述。

本实施例中，SVG控制参数组为多个，具体地，如图4所示，SVG控制参数组设定为三组，分别为第一参数组、第二参数组和第三参数组，第一参数组、第二参数组和第三参数组分别包括锁相环比例系数、锁相环积分系数、电流环比例系数、电流环积分系数；

短路比SCR的分段范围也设定为三段，分别为0＜SCR≤5时的第一段、5＜SCR≤10时的第二段、及SCR＞10时的第三段；

SVG控制参数确定模块根据短路比的数据匹配预设的分段范围，从多个SVG控制参数组中确定出目标SVG控制参数组，具体为：

当0＜SCR≤5时，SVG控制参数确定模块选择第一参数组作为目标SVG控制参数组；

当5＜SCR≤10时，SVG控制参数确定模块选择第二参数组作为目标SVG控制参数组；

当SCR＞10时，SVG控制参数确定模块选择第三参数组作为目标SVG控制参数组。

本实施例中的电网SVG控制系统能够在SVG无功补偿过程中根据SVG并网点的线电压值和SVG三相电流值的关系实时计算出短路比，再根据短路比自动调整SVG控制参数组，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，实现了自适应SVG控制。

实施例3：

本实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述电网SVG控制方法的步骤。

本实施例提供的计算机设备，能够使SVG无功补偿过程中并网点电压差值和无功电流差与电网阻抗之间的关系实时计算电网阻抗，进而获取并网点短路比，根据短路比自动调整SVG控制参数，使SVG在电网强弱变化时仍能稳定可靠运行，实现了电网自适应SVG控制。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。