電能質量的控製策略與技術

4.電能質量的控製策略與技術

4.1幾種電能質量控製策略

（1）PID控製：這是應用*為廣泛的調節器控製規律，其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便，易於在工程中實現。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到**的數學模型時，應用PID控製技術*為方便。其缺點是：響應有超調，對係統參數攝動和抗負載擾動能力較差。

（2）空間矢量控製：空間矢量控製也是一種較為常規的控製方法。其原理是：將基於三相靜止坐標係（ABC）的交流量經過派克變換得到基於旋轉坐標係（DQ）的直流量從而實現解耦控製。常規的矢量控製方法一般采用DSP進行處理，具有良好的穩態性能與暫態性能。也可采用簡化算法以縮短實時運算時間。

（3）模糊邏輯控製：知道被控對象**的數學模型是使用經典控製理論的”頻域法”和現代控製理論的“時域法”設計控製器的前提條件。模糊控製作為一種新的智能控製方法，無需對係統建立**的數學模型。它通過模擬人的思維和語言中對模糊信息的表達和處理方式，對係統特征進行模糊描述，來降低獲取係統動態和靜態特征量付出的代價。

（4）非線性魯棒控製：超導儲能裝置（SMES）實際運行時會受到各種不確定性的影響，因此可通過對SMES的確定性模型引入乾擾，得到非線性二階魯棒模型。對此非線性模型，既可應用反饋線性化方法使之全局線性化，再利用所有線性係統的控製規律進行控製，也可直接采用魯棒控製理論設計控製器。

4.2FACTS技術

FACTS，即基於電力電子控製技術的靈活交流輸電，是上世紀80年代末期由美國電力研究院（EPRI）提出的。它通過控製電力係統的基本參數來靈活控製係統潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩極限。采用FACTS技術的核心目的是加強交流輸電係統的可控性和增大其電力傳輸能力。

目前有代表性的FACTS裝置主要有：LYLB可控串聯補償電容器、KYSVG靜止無功補償器、KYLB晶閘管控製的串聯投切電容器、統一潮流控製器等。

4.3用戶電力（CUSTOMPOWER）技術

用戶電力技術就是將電力電子技術、微處理機技術、自動控製技術等運用於中低壓配電係統和用電係統中，其目的是加強配電係統的供電可靠性，並減小諧波畸變，改善電能質量。該技術的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關頻率，並且關斷容量已達MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應特性。

用戶電力技術概念的提出，有助於供電部門提供高可靠性和高質量的電力，也有助於滿足各種新工藝用戶對電力供應的更高要求。目前主要的DFACTS裝置有：KYYLB有源濾電力波器（APF）、動態電壓恢複器（DVR）、配電係統用KYSVG靜止無功補償器（D－STATCOM）、固態切換開關（SSTS）等。

5.電能質量控製的發展方向

5.1研究電能質量分析控製領域的基礎性工作

一方麵要深入探索電能質量領域的基礎性研究工作，包括電能質量的定義、評價標準與體係，電能質量問題的表現形式、影響因素、防治方法等。同時，積極研究電能質量控製的新方法、新技術和新策略，將更為先進、科學的控製理念和控製思想借鑒到電能質量管理領域。

5.2推廣使用數字化電能質量控製技術

以DSP為基礎的實時數字信號處理技術在控製領域得到廣泛應用，其優點為：

②  可提高係統穩定性、可靠性和靈活性；

②由程序控製，改變控製方法或算法時不必改變控製電路；

③可重複性好，易調試和批量生產；

④易實現並聯運行和智能化控製。隨著DSP性能的不斷改善和價格的下降，電能質量控製裝置將用DSP來實現實時信號處理從而取代模擬量控製。

5.3對電能質量檢測技術的新要求

傳統的檢測儀器一般局限於持續性和穩定性指標的檢測，而且僅測有效值已不能**描述實際的電能質量問題，因此需要發展新的監測技術。具體要求包括：  

①能捕捉快速（MS級甚至NS級）瞬時乾擾的波形；

②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位；

③需要有足夠高的采樣速率，以便能和得相當高次諧波的信息。

④建立有效的分析和自動辯識係統，反映各種電能質量指標的特征及其隨時間的變化規律。

5.4大力發展應用新技術

電力電子技術的應用可以大大提高電網的電能質量，FACTS、CUSPOW等新技術更是為解決電能質量問題開拓了廣闊的前景，同時一些非電力電子技術的發展也很迅猛，將這些技術融合發展，並合理使用、大力推廣，必然會逐步滿足電力負荷對電能質量日益提高的要求。