用於協調控制具有集成諧振保護系統的開關電力電容器的系統和方法
2023-09-22 13:09:00
專利名稱：用於協調控制具有集成諧振保護系統的開關電力電容器的系統和方法
背景技術：
發明領域本發明涉及用於協調控制具有集成諧振保護系統的開關電力電容器的系統和方法。更具體地，本發明涉及協調系統響應於諧振保護系統所確定的諧波共振條件來調節由主控制系統進行的計算。
現有技術描述現有的開關電力電容器控制系統可包括主控制系統和諧波共振保護系統。主控制系統通過將實際控制參數與目標控制參數進行比較來確定是否需要電容器開關操作，並且確定開關操作是否將使得實際控制參數在數值上更接近目標控制參數。目標控制參數是預先確定的。實際控制參數是通過主控制系統基於對電壓和電流的測量結果計算得到的，其中該電壓和電流通過各自的電壓和電流變換器獲得。如果需要開關操作，則主控制系統進一步基於其他因素，諸如電容器尺寸和電容器是連接還是斷開，來確定開關哪個電容器組。
諧振保護系統監視電路的諧波共振條件。諧波共振條件可歸因於電容器開關操作或諸如例如負載變化、系統源阻抗變化或網絡拓撲變化的系統變化。諧波共振可能引起系統電壓和電流中的明顯的諧波失真，這可能增加電路中的損耗並且由於過熱和振動導致對系統中運行的設備的損害。當由電容器開關操作引起的諧振條件被檢測到時，保護系統執行附加的電容器開關操作，用以使電路從持續的諧振中解諧。如果需要開關操作，則諧波共振保護系統進一步基於其他因素，諸如電容器尺寸和電容器是連接還是斷開，來確定開關哪個電容器。
現有的開關電力電容器控制系統可以既包括獨立的主控制系統又可以包括獨立的諧振保護系統。這兩個系統的獨立性導致了幾個缺陷。首先，獨立的系統必需重複某些功能，例如，確定電容器是否連接和產生信號以控制電容器。其次，獨立的系統可能在某些環境下迫使電容器組進入恆定的開/關操作死鎖狀態。例如，主控制系統可能確定需要接通某一電容器組。如果接通該電容器組使電路調諧至諧振條件，那麼諧振保護系統將執行附加的電容器開關操作，用以使電路從持續的諧振中解諧。有可能諧振保護系統確定要切斷的電容器組是主控制系統所要接通的同一電容器組。一旦諧振保護系統切斷該電容器組，則主控制系統又將接通該電容器組。該操作死鎖狀態導致對電容器和開關設備過度的磨損。因此，本領域中將出現巨大的改良使主控制系統和諧振保護系統集成並協調，用以避免功能重複和開關死鎖。
發明概述本發明涉及用於協調控制具有集成諧振保護功能的開關電力電容器的系統和方法。協調系統接收由主控制單元計算的控制參數。該協調系統還從諧振保護系統接收指示是否出現諧波共振條件的輸入。如果出現諧波共振條件，則協調系統調節控制參數。如果沒有出現諧波共振條件，則不改變由主控制系統計算的控制參數。然後協調系統基於初始由主控制系統計算的控制參數或已調節過的控制參數來執行電容器組開關操作。
附圖簡述在閱讀下文的本發明的目前的優選實施例的詳細描述之後，通過參考附圖，本發明將更加容易理解，附圖中
圖1說明了根據本發明的一個方面的開關電力電容器設備；圖2說明了根據本發明的開關電力電容器設備的控制單元的框圖；和圖3說明了根據本發明的用於協調開關電力電容器的控制系統的示例性方法的流程圖。
示例性實施例詳述在閱讀下文的本發明的目前的優選實施例的詳細描述之後，通過參考附圖，本發明將更加容易理解，附圖中圖1說明了根據本發明的一個方面的開關電力電容器設備；圖2說明了根據本發明的開關電力電容器設備的控制單元的框圖；和圖3說明了根據本發明的用於協調開關電力電容器的控制系統的示例性方法的流程圖。
權利要求
1.一種用於協調控制具有集成諧振保護功能的開關電力電容器的方法，該方法包括以下步驟A.接收控制參數和關於是否出現諧波共振條件的指示；B.如果出現諧波共振條件，那麼調節所述控制參數；並且C.基於所述控制參數執行電容器開關操作並返回步驟A。
2.權利要求1的方法，其中所述接收控制參數的步驟包括接收目標控制參數和實際控制參數。
3.權利要求1的方法，其中所述接收控制參數的步驟包括接收功率因數和節點電壓中的至少一個。
4.權利要求1的方法，其中所述在如果出現諧波共振條件時調節控制參數的步驟包括以下步驟確定是否設置諧振標誌；如果未設置諧振標誌，則a.確定是否出現諧振條件；b.如果出現諧振條件，則調節控制參數並設置諧振標誌；如果設置了諧振標誌，則a.調節控制參數b.確定是否出現諧振標誌重置條件；並且c.如果出現諧振標誌重置條件，則重置諧振標誌。
5.權利要求4的方法，其中所述確定是否出現諧振標誌重置條件的步驟包括確定預定時間延遲是否截止和系統條件變化超出預定閾值是否發生中的至少一個。
6.權利要求5的方法，其中所述確定是否發生系統條件變化超出預定閾值的步驟包括確定是否發生負載變化、系統源阻抗變化和網絡拓撲變化中的至少一個超出預定閾值。
7.權利要求1的方法，其中所述調節控制參數的步驟包括通過減小由一個電容器組提供的無功功率來減小無功功率。
8.權利要求1的方法，其中所述執行電容器開關操作的步驟包括以下步驟確定是否需要電容器開關操作；和如果需要電容器開關操作，則執行電容器開關操作。
9.權利要求8的方法，其中所述確定是否需要電容器開關操作的步驟包括以下步驟將實際控制參數與目標控制參數進行比較；和確定開關操作是否將使得實際控制參數更接近目標控制參數。
10.權利要求9的方法，進一步包括確定每個電容器組是連接的還是斷開的和確定每個電容器的尺寸中的至少一個。
11.一種用於協調控制具有集成諧振保護功能的開關電力電容器的系統，該系統包括編程為執行下列程序的控制處理器A.接收控制參數和關於是否出現諧波共振條件的指示；B.如果出現諧波共振條件，那麼調節所述控制參數；並且C.基於所述控制參數執行電容器開關操作並返回步驟A。
12.權利要求11的系統，其中所述控制參數包括目標控制參數和實際控制參數。
13.權利要求12的系統，其中所述控制參數包括功率因數和節點電壓中的至少一個。
14.權利要求11的系統，其中在出現諧波共振條件時調節控制參數的步驟包括確定是否設置諧振標誌；如果未設置諧振標誌，則a.確定是否出現諧振條件；b.如果出現諧振條件，則調節控制參數並設置諧振標誌；如果設置了諧振標誌，則a.調節控制參數b.確定是否出現諧振標誌重置條件；並且c.如果出現諧振標誌重置條件，則重置諧振標誌。
15.權利要求14的系統，其中所述諧振標誌重置條件包括預定時間延遲截止和系統條件變化超出預定閾值中的至少一個。
16.權利要求15的系統，其中所述系統條件變化包括負載變化、系統源阻抗變化和網絡拓撲變化中的至少一個。
17.權利要求11的系統，其中調節控制參數包括通過減小由一個電容器組提供的無功功率來減小無功功率。
18.權利要求11的系統，其中執行電容器開關操作包括確定是否需要電容器開關操作；和如果需要電容器開關操作，則執行電容器開關操作。
19.權利要求18的系統，其中確定是否需要電容器開關操作包括將實際控制參數與目標控制參數進行比較；和確定開關操作是否將使得實際控制參數更接近目標控制參數。
20.權利要求19的系統，進一步包括確定每個電容器組是連接的還是斷開的和確定每個電容器的尺寸中的至少一個。
全文摘要
用於協調具有集成諧振保護功能的開關電力電容器的控制系統的系統和方法。協調系統(160)協調開關電力電容器的主控制系統和諧振保護系統的功能，用以避免任務的重複和開/關操作死鎖。該協調系統(160)響應於諧振保護系統所確定的諧波共振條件來調節由主控制系統進行的計算。
文檔編號H02M1/12GK1618051SQ02827573
公開日2005年5月18日 申請日期2002年12月20日 優先權日2001年12月26日
發明者胡義, 盧西亞諾·迪馬約, 法比奧·加特利, 威廉·M·埃戈夫, 大衛·G·哈特 申請人:Abb技術公開股份有限公司