用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和svc的經協調的控制方法及其控制器的製造方法
2023-06-23 04:04:26 1
用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和svc的經協調的控制方法及其控制器的製造方法
【專利摘要】本發明提供用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法及其控制器。該方法包括：測量用於發電機和SVC控制所需要的輸入參數；判斷系統拓撲和SVC的控制模式，以確定工作模式；以及，計算基於所述工作模式的控制基準，以控制發電機和/或SVC。所提出的方法和經協調的控制器能夠使SVC分擔發電廠所需要的無功功率輸出，將發電機轉換為「單位功率因數發電機」，因而擴展發電廠的有功功率輸出容量。
【專利說明】用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法及其控制器
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統【技術領域】，更具體地，涉及用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC(靜態無功補償器)的協調控制方法及其控制器。
【背景技術】
[0002]隨著電力負荷的持續增長，需要相應地擴大發電容量，以總能達到發電和用電之間的平衡。對於現有的發電廠以及新的發電廠來說，總是期望能夠充分地利用發電設施。
[0003]為了實現該目標，行業內最常採用的方式是為發電廠的大規模輔助電機安裝變頻驅動，這有助於大幅降低廠用電(in-house)負載。另一種解決方案是降低廠用電系統的無功功率消耗，這也使發電機在產生更多有功功率的同時仍然向電網保持相同水平的無功功率支持。然而，廠用電系統僅佔發電容量的一小部分，例如對於火力發電廠大約佔10%，這在提高發電廠有功功率輸出容量方面限制了上述方案的潛在貢獻。
[0004]本發明從發電機的視角提出實現這一目標的新的技術方案，S卩，在發電側安裝SVC，以分擔發電廠所要求的無功功率輸出。現有技術中已經公開了主要的電路拓撲，例如2011年1月21日提交的標題為「用於提高熱力發電廠中發電的方法和裝置(Method andApparatus for Improving Power Generation in a Thermal Power Plant)，，的 PCT 申請:PCT/US2011/181044。以下，通過引用將前述專利申請合併於此。
[0005]通過對發電機和SVC進行操作，控制發電機的功率因數來提高發電廠的有功功率容量，這至少需要解決三個問題:
[0006]利用協調控制器獲得的控制基準取決於多個因素，例如，主電路拓撲、發電機和SVC所採用的本地控制等等。然而，當前尚無現有技術提及如何通過考慮不同的可能的因素來確保所設計的協調控制器能夠通用化。
[0007]SVC所要求的無功功率輸出隨著連接到該SVC的發電機和電力系統的工作狀況而改變。尚無現有技術提及如何確定SVC的工作點以使發電機在整個工作範圍內以單位功率因數進行運行。
[0008]要解決的第三個問題是如何確保協調控制器的性能，主要指以下兩方面:基於可獲得的信息保證控制的精確度，以及實現快速響應速度而不影響發電機的穩定工作。
[0009]由於上述問題，本發明中提出用於協調發電機和SVC的控制方法及控制器，以提高發電廠的有功功率生產量。
【發明內容】
[0010]為了克服上述問題，本發明提出一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法及其控制器；該控制方法和控制器使得SVC能夠分擔發電廠所需要的無功功率輸出，將發電機轉換為「單位功率因數發電機」，因此擴展發電廠的有功功率
輸出容量。[0011]根據本發明的一個方面，本發明提出用於提升發電廠的有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法。該經協調的控制方法包括:測量用於發電機和SVC控制所需要的輸入參數；判斷系統拓撲和SVC控制模式，以確定工作模式；以及計算基於所述工作模式的控制基準，以控制發電機和/或SVC。
[0012]根據本發明優選的實施例，工作模式可以分成四種類型；其中第一種類型是SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且SVC執行無功功率控制；第二種類型是SVC被連接到發電機變壓器的高壓側，並且SVC執行無功功率控制；第三種類型是SVC被連接到發電機變壓器的高壓側，並且SVC執行電壓控制；以及第四種類型是SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且SVC執行電壓控制。
[0013]根據本發明優選的實施例，其中在第一種類型的工作模式中，經協調的控制方法還包括:根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準9^；以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算SVC無功功率基準Qsv。* ;根據發電機有功功率基準以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準V^；，以及將Qsv;發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0014]根據本發明優選的實施例，其中在第二種類型的工作模式中，經協調的控制方法還包括:根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準9^；以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準;根據發電機有功功率基準發電機無功功率基準發電機變壓器高壓側電壓基準V/，以及發電機端電壓基準計算SVC無功功率輸出基準Qsvc%以及將Qs J發送到SVC的本地控制器，並且將Ve J發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0015]根據本發明優選的實施例，其中在第一種類型和/或第二種類型的工作模式中，經協調的控制方法 還可以包括:根據發電機變壓器低壓側電壓基準設定發電機端電壓基準V:;根據發電機有功功率基準發電機無功功率基準和發電機端電壓基準VGen*計算SVC無功功率基準Qstc%以及將Qstc*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0016]根據本發明優選的實施例，其中在第三種類型的工作模式中，經協調的控制方法還包括:根據發電機變壓器高壓側電壓基準V/設定SVC電壓基準Vsv;;根據發電機有功功率基準pfcn'發電機無功功率基準Qe J和SVC電壓基準計算發電機端電壓基準\以及將VSTC*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0017]根據本發明優選的實施例，其中在第三種類型的工作模式中，經協調的控制方法還可以包括:根據發電機變壓器低壓側電壓基準V廣設定發電機端電壓基準;根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準和發電機端電壓基準計算SVC電壓基準以及將Vsv;發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0018]根據本發明優選的實施例，其中在第四種類型的工作模式中，經協調的控制方法還包括:根據發電機有功功率基準pfcn*、以及發電機變壓器高壓側電壓基準VH*計算SVC電壓基準vSTC* ;根據發電機有功功率基準匕?*、發電機變壓器高壓側電壓基準vH*計算發電機端電壓基準；以及將VSTC*發送到SVC本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。[0019]根據本發明優選的實施例，其中在第四種類型的工作模式中，經協調的控制方法還可以包括:根據發電機變壓器低壓側電壓基準Vj設定SVC電壓基準VSTC* ;根據發電機變壓器低壓側電壓基準V j設定發電機端電壓基準；以及將Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將\6n*發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0020]根據本發明優選的實施例，其中發電機端電壓基準還可以包括通過發電機無功功率閉環控制器計算的發電機側反饋分量。
[0021]根據本發明優選的實施例，其中SVC無功功率基準Qsv。*和/或SVC電壓基準Vsv。*還可以包括通過發電機無功功率閉環控制器計算的SVC側反饋分量。
[0022]根據本發明優選的實施例，其中用於第四種類型的工作模式的發電機端電壓基準ve6n*還可以包括通過發電機無功功率下垂控制器計算的發電機側下垂分量。
[0023]根據本發明優選的實施例，其中用於第四種類型的工作模式的SVC電壓基準Vsv。*還可以包括通過SVC無功功率下垂控制器計算的SVC側下垂分量。
[0024]根據本發明的其它方面，本發明還提供一種用於控制發電機和SVC的經協調的控制器。經協調的控制器包括:測量模塊，其被配置為測量用於發電機和SVC控制所需要的輸入參數；判斷模塊，其被配置為判斷系統拓撲和SVC的控制模式，以確定工作模式；以及計算模塊，其被配置為計算基於所述選擇的工作模式的控制基準，以控制發電機和/或SVC。
[0025]根據本發明優選的實施例，其中，工作模式可以被劃分為四種類型；其中第一種類型是SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且SVC執行無功功率控制；第二種類型是SVC被連接到發電機變壓器的高壓側，並且SVC執行無功功率控制；第三種類型是SVC被連接到發電機變壓器的高壓側， 並且SVC執行電壓控制；以及第四種類型是SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且SVC執行電壓控制。
[0026]根據本發明優選的實施例，其中，在第一種類型的工作模式中，計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率基準pfcn*、發電機無功功率基準Qfcn*以及發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算SVC無功功率基準Qsv。* ;根據發電機有功功率基準Pem*、發電機變壓器高壓側電壓基準VH*計算發電機端電壓基準以及發送模塊被配置為將Qsvc*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0027]根據本發明優選的實施例，其中在第二種類型的工作模式中，計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準0^；以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準根據發電機有功功率基準
發電機無功功率基準Qk:、發電機變壓器高壓側電壓基準V/，以及發電機端電壓基準VGen*,計算SVC無功功率輸出基準Qsve%以及發送模塊被配置為將Qstc*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0028]根據本發明優選的實施例，其中在第一種類型和/或第二種類型的工作模式中，設定模塊被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準設定發電機端電壓基準;計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準Pem*、發電機無功功率基準Qem*、以及發電機端電壓基準計算SVC無功功率基準Qsv。* ；以及發送模塊被配置為將Qsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0029]根據本發明優選的實施例，其中在第三種類型的工作模式中，設定模塊被配置為根據發電機變壓器高壓側電壓基準VH*設定SVC電壓基準Vsv。* ;計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準Pem*、發電機無功功率基準Qem*以及SVC電壓基準Vsv。*，計算發電機端電壓基準；以及發送模塊被配置為將VSTC*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0030]根據本發明優選的實施例，其中在第三種類型的工作模式中，設定模塊被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準設定發電機端電壓基準V^* ;計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準pem*、發電機無功功率基準Qem*、以及發電機端電壓基準vfcn*，計算SVC電壓基準Vsv。* ；以及發送模塊被配置為將Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將vGen*發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0031]根據本發明優選的實施例，其中在第四種類型的工作模式中，計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率基準和發電機變壓器高壓側電壓基準VH*計算SVC電壓基準Vsvc* ;根據發電機有功功率基準Pfcn*和發電機變壓器高壓側電壓基準VH*計算發電機端電壓基準\6n* ；以及發送模塊被配置為將Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0032]根據本發明優選的實施例，其中在第四種類型的工作模式中，設定模塊還被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準設定SVC電壓基準Vsv。* ;根據發電機變壓器低壓側電壓基準設定發電機端電壓基準；以及發送模塊被配置為將VSTO*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
[0033]根據本發明優選的實施例，發電機端電壓基準還可以包括通過發電機無功功率閉環控制器計算的發電機側反饋分量。 [0034]根據本發明優選的實施例，SVC無功功率基準Qsv。*和/或SVC電壓基準Vsv。*還可以包括通過發電機無功功率閉環控制器計算的SVC側反饋分量。
[0035]根據本發明優選的實施例，用於第四種類型的工作模式的發電機端電壓基準Vfcn*還可以包括通過發電機無功功率下垂控制器計算的發電機側下垂分量。
[0036]根據本發明優選的實施例，用於第四種類型的工作模式的SVC電壓基準Vsv。*還可以包括通過SVC無功功率下垂控制器計算的SVC側下垂分量。
[0037]根據本發明的另一方面，本發明提出具有靜態無功補償器(SVC)的發電廠。該發電廠包括:至少一個發電機單元和對應的發電機變壓器，該至少一個發電機單元和對應的發電機變壓器在發電機變壓器的高壓側被連接到大型電力系統；其中發電機被連接到發電機變壓器的低壓側；至少一個SVC，該至少一個SVC能夠被連接到發電機變壓器的高壓側或低壓側；以及協調的控制器，該協調的控制器根據上述實施例中的任一個控制SVC的電壓和/或無功功率以及發電機單元的電壓和/或無功功率。
[0038]根據本發明優選的實施例，SVC還包括基於晶閘管的靜態無功補償器或基於電壓源型變流器的靜態無功補償器。
[0039]根據本發明優選的實施例，發電機單元還包括用於發電機勵磁電壓控制和有功功率控制的至少兩個本地控制器；以及SVC還包括用於電壓和/或無功功率控制的本地控制器。
[0040]根據本發明優選的實施例，協調的控制器與發電機單元和SVC的本地控制器相接□。
[0041]本發明的實施例提供用於協調發電機和SVC以提高發電廠有功功率生產量的方法及其控制器，該方法和控制器將SVC安裝在發電機側以充分利用發電設施，因而提高發電廠的有功功率生產量容量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]以下描述將參考優選的示例實施例更詳細地說明本發明的主題，在附圖中圖示出所述示例實施例，其中:
[0043]圖1A圖示一種類型的主電路拓撲，其中將SVC和SVC變壓器一起安裝在發電機變壓器的低壓(LV)側；
[0044]圖1B圖示一種類型的主電路拓撲，其中將SVC安裝在發電機變壓器的LV側，而不含SVC變壓器；
[0045]圖1C圖示一種類型的主電路拓撲，其中將SVC和SVC變壓器一起安裝在發電機變壓器的高壓(HV)側；
[0046]圖1D圖示一種類型的主電路拓撲，其中將SVC安裝在發電機變壓器的HV側，而不含SVC變壓器；
[0047]圖2圖示在SVC被安裝在發電機變壓器的LV側情況下的等效電路；
[0048]圖3圖示SVC被連接到發電機變壓器的HV側情況下的等效電路；
[0049]圖4圖示根據本發明優選實施例的經協調的發電機和SVC控制系統圖；
[0050]圖5圖示根據本發明另一優選實施例的經協調的發電機和SVC控制系統圖；
[0051]圖6圖示根據本發明的實施例的一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法；
[0052]圖7圖示根據本發明的另一優選實施例的一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法；
[0053]圖8圖示根據本發明的另一優選實施例的一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法；
[0054]圖9圖示根據本發明的另一優選實施例的一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法；以及
[0055]圖10圖示根據本發明的另一優選實施例的一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和SVC的經協調的控制方法。
【具體實施方式】
[0056]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】本發明的示例實施例。為清楚和簡要起見，說明書中未描述實際實現的全部特徵。
[0057]在對本發明所提出的方法進行說明之前，為了更好地理解創新性，簡要地說明用於操作兩個設備的現有方法。
[0058]圖1圖示出在發電廠的發電機側安裝SVC的四種類型的主電路拓撲，其中，在圖1A中SVC與SVC變壓器一起在發電機變壓器的LV側；在圖1B中SVC在發電機變壓器的LV偵牝而不含SVC變壓器；在圖1C中SVC與SVC變壓器一起在發電機變壓器的HV側；在圖1D中SVC在發電機變壓器的HV側，而不含SVC變壓器。
[0059]如圖1所示，SVC可以連接到發電機變壓器的低壓側(即圖1A和圖1B)或發電機變壓器的高壓側(即圖1C和圖1D)。
[0060]對於SVC在發電機變壓器的LV側的拓撲來說，可以省略SVC變壓器，因為發電機的端電壓通常在10~20kV的範圍內。但為了抑制來自SVC的諧波，發電機變壓器可能要求專門的設計。對於SVC在發電機變壓器的HV側的拓撲來說，為了匹配發電機變壓器高壓側電壓(對於大規模的火電發電廠，通常為220~500kV)，通常需要SVC變壓器。但是隨著SVC的發展，圖1D所示的拓撲方式也是實際可行的方式。
[0061]如圖1所圖示，通過安裝SVC，發電機能夠以單位功率因數工作，從而增大發電廠的有功功率容量。然而，應該注意，在這四種拓撲情況下，實現相同目標所要求的來自SVC的無功功率輸出是不同的。以下將介紹確定SVC的工作點以實現發電機以單位功率因數(或任何所需的功率因數)進行工作的詳細內容:
[0062]圖2圖示SVC安裝在發電機變壓器的LV側的情況下的等效電路。
[0063]在SVC連接到發電機變壓器的LV側的情況下，圖2示出系統的等效電路，其中Pfcn和是來自發電機的有功功率輸出和無功功率輸出；QSV。是來自SVC的無功功率輸出處是流經發電機變壓器的總無功功率，Qg = QGen+QSVc ；XT和Xs分別表示發電機變壓器的電抗和輸電系統的等效電抗；\?和\分別表示發電機端電壓和發電機變壓器低壓側電壓，VGen =VL ；VS表示大容量電力系統的戴維南等效電壓。
[0064]考慮該等效電路，發電機變壓器的低壓側的有功功率和無功功率可以表達為(1)，其中S表不發電機變壓器LV總線電壓相對於大容量電力系統電壓的相位角。
【權利要求】
1.一種用於提高發電廠有功功率生產量的發電機和靜態無功補償器(SVC)的經協調的控制方法，該經協調的控制方法包括: 測量用於所述發電機和SVC控制所需要的輸入參數； 判斷系統拓撲和SVC的控制模式，以確定工作模式；以及 計算基於所述工作模式的控制基準，以控制所述發電機和/或SVC。
2.根據權利要求1所述的經協調的控制方法，其中所述工作模式能夠分成四種類型，其中: 第一種類型是所述SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且所述SVC執行無功功率控制； 第二種類型是所述SVC被連接到所述發電機變壓器的高壓側，並且所述SVC執行無功功率控制； 第三種類型是 所述SVC被連接到所述發電機變壓器的高壓側，並且所述SVC執行電壓控制；以及 第四種類型是所述SVC被連接到所述發電機變壓器的低壓側，並且所述SVC執行電壓控制。
3.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第一種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算SVC無功功率基準QSVJ ； 根據發電機有功功率基準以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準以及 將所述QSVJ發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
4.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第二種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準V。J ； 根據發電機有功功率基準Pe J、發電機無功功率基準發電機變壓器高壓側電壓基準V/以及發電機端電壓基準V^；，計算SVC無功功率輸出基準Qstc%以及 將所述QSVJ發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
5.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第一種類型和/或第二種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機變壓器低壓側電壓基準V二設定發電機端電壓基準； 根據發電機有功功率基準發電機無功功率基準Qe J和發電機端電壓基準V。計算SVC無功功率基準Qstc%以及 將所述QSVJ發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
6.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第三種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機變壓器高壓側電壓基準V/，設定SVC電壓基準Vsv:； 根據發電機有功功率基準pfcn'發電機無功功率基準Qe J和SVC電壓基準Vsve%計算發電機端電壓基準以及 將所述發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
7.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第三種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機變壓器低壓側電壓基準V 二設定發電機端電壓基準； 根據發電機有功功率基準發電機無功功率基準Qe J和發電機端電壓基準V。計算SVC電壓基準Vsvc%以及 將所述發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
8.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第四種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機有功功率基準Pfcn*以及發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算SVC電壓基準Vsvc* ； 根據發電機有功功率基準以及發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算發電機端電壓基準ve6n* ;以及 將VSTO*發送到SVC本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
9.根據權利要求2所述的經協調的控制方法，其中在所述第四種類型的工作模式中，所述經協調的控制方法還包括: 根據發電機變壓器低壓側電壓基準'*，設定SVC電壓基準Vsv。* ； 根據發電機變壓器低壓側電壓基準'*，設定發電機端電壓基準;以及 將所述VSTO*發送到SVC的本地控制器，並且將發送到發電機的勵磁電壓控制器。
10.根據權利要求3-9中任一項所述的經協調的控制方法，其中所述發電機端電壓基準還包括:通過發電機無功功率閉環控制器所計算的發電機側反饋分量。
11.根據權利要求3-9中任一項所述的經協調的控制方法，其中所述SVC無功功率基準Qsvc*和/或SVC電壓基準VSTO*還包括:通過發電機無功功率閉環控制器所計算的SVC側反饋分量。
12.根據權利要求8或9所述的經協調的控制方法，其中用於所述第四種類型的工作模式的所述發電機端電壓基準還包括:通過發電機無功功率下垂控制器所計算的發電機側下垂分量。
13.根據權利要求8或9所述的經協調的控制方法，其中用於所述第四種類型的工作模式的所述SVC電壓基準Vsv。*還包括:通過SVC無功功率下垂控制器所計算的SVC側下垂分量。
14.一種用於控制發電機和靜態無功補償器(SVC)的經協調的控制器，其中所述經協調的控制器包括: 測量模塊，其被配置為測量用於所述發電機和SVC控制所需要的輸入參數；判斷模塊，其被配置為判斷系統拓撲和SVC的控制模式，以確定工作模式；以及計算模塊，其被配置為計算基於所選的工作模式的控制基準，以控制所述發電機和/或 SVC。
15.根據權利要求14所述的經協調的控制器，其中，所述工作模式被劃分為四種類型，其中: 第一種類型是所述SVC被連接到發電機變壓器的低壓側，並且所述SVC執行無功功率控制； 第二種類型是所述SVC被連接到所述發電機變壓器的高壓側，並且所述SVC執行無功功率控制； 第三種類型是所述SVC被連接到所述發電機變壓器的高壓側，並且所述SVC執行電壓控制；以及 第四種類型是所述SVC被連接到所述發電機變壓器的低壓側，並且所述SVC執行電壓控制。
16.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中，在所述第一種類型的工作模式中， 所述計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率基準Pfcn*、發電機無功功率基準Qfcn*以及發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算SVC無功功率基準Qsv。* ;根據發電機有功功率基準匕?*、發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算發電機端電壓基準；以及 發送模塊被配置為將所述Qsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
17.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第二種類型的工作模式中， 所述計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率基準匕:、發電機無功功率基準Qk:以及發電機變壓器高壓側電壓基準V/，計算發電機端電壓基準;根據發電機有功功率基準、發電機無功功率基準發電機變壓器高壓側電壓基準V/以及發電機端電壓基準計算SVC無功功率輸出基準Qsve%以及 發送模塊被配置為將所述Qsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
18.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第一種類型和/或第二種類型的工作模式中， 設定模塊被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準來設定發電機端電壓基準VGen* ; 所述計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準Pfcn*、發電機無功功率基準以及發電機端電壓基準計算SVC無功功率基準Qstc* ；以及 發送模塊被配置為將所述Qsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
19.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第三種類型的工作模式中， 設定模塊被配置為根據發電機變壓器高壓側電壓基準VH*來設定SVC電壓基準Vsv。* ； 所述計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準pfcn*、發電機無功功率基準以及SVC電壓基準VSTC*，計算發電機端電壓基準Vfcn* ；以及 發送模塊被配置為將所述Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
20.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第三種類型的工作模式中，設定模塊被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準來設定發電機端電壓基準VGen* ; 計算模塊還被配置為根據發電機有功功率基準Pem*、發電機無功功率基準以及發電機端電壓基準計算SVC電壓基準Vsvc* ；以及 發送模塊被配置為將所述Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
21.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第四種類型的工作模式中，所述計算模塊還被配置為:根據發電機有功功率基準和發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算SVC電壓基準Vsv。* ;根據發電機有功功率基準和發電機變壓器高壓側電壓基準VH*，計算發電機端電壓基準Vfcn* ；以及 發送模塊被配置為將所述Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器 。
22.根據權利要求15所述的經協調的控制器，其中在所述第四種類型的工作模式中，所述設定模塊還被配置為根據發電機變壓器低壓側電壓基準'*，設定SVC電壓基準Vsvc* ;根據發電機變壓器低壓側電壓基準V，設定發電機端電壓基準vfcn* ;以及 發送模塊被配置為將所述Vsv。*發送到SVC的本地控制器，並且將所述發送到發電機的勵磁電壓控制器。
23.根據權利要求16-22中任一項所述的經協調的控制器，其中所述發電機端電壓基準還包括:通過發電機無功功率閉環控制器所計算的發電機側反饋分量。
24.根據權利要求16-22中任一項所述的經協調的控制器，其中所述SVC無功功率基準Qsvc*和/或SVC電壓基準VSTO*還包括:通過發電機無功功率閉環控制器所計算的SVC側反饋分量。
25.根據權利要求21或22所述的經協調的控制器，其中用於所述第四種類型的工作模式的所述發電機端電壓基準還包括:通過發電機無功功率下垂控制器所計算的發電機側下垂分量。
26.根據權利要求21或22所述的經協調的控制器，其中用於所述第四種類型的工作模式的所述SVC電壓基準Vsv。*還包括:通過SVC無功功率下垂控制器所計算的SVC側下垂分量。
27.具有靜態無功補償器(SVC)的發電廠，其中所述發電廠包括: 至少一個發電機單元和對應的發電機變壓器，所述至少一個發電機單元和對應的發電機變壓器在所述發電機變壓器的高壓側被連接到大型電力系統；其中所述發電機被連接到所述發電機變壓器的低壓側； 至少一個SVC，所述至少一個SVC被連接到所述發電機變壓器的高壓側或低壓側；以及經協調的控制器，所述經協調的控制器根據權利要求14-26中的任一項，控制所述SVC的電壓和/或無功功率以及所述發電機單元的電壓和/或無功功率。
28.根據權利要求27所述的發電廠，其中，所述SVC還包括基於晶閘管的靜態無功補償器或基於電壓源型變流器的靜態無功補償器。
29.根據權利要求27所述的發電廠，其中， 所述發電機單元還包括用於發電機勵磁電壓控制和有功功率控制的至少兩個本地控制器；以及 所述SVC還包括用於電壓和/或無功功率控制的本地控制器。
30.根據權利要求29所述的發電廠，其中，所述經協調的控制器與所述發電機單元和所述SVC的本地控制器相接口。
【文檔編號】H02J3/18GK103999315SQ201280058797
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2012年12月20日
【發明者】陳瑤, 張國駒, 查爾斯·聖 申請人:Abb技術有限公司