[发明专利]增强电网稳定性的可控电抗器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高压电网的电抗器领域控制技术，具体的说是一种增强电网稳定性的可控电抗器的控制方法。

背景技术

随着对环境保护的重视和大电网互联、电力市场的发展，电力系统越来越靠近其稳定边界运行。这给电力系统的稳定运行带来了新的挑战。当电力系统稳定运行的约束条件被破坏时，电网就可能失去稳定，甚至发生大面积停电事故。在这种形势下，研制新型的无功补偿设备及其新的控制方法实现增强系统稳定性势在必行。

阻抗分级式并联可控电抗器和磁控连续式并联可控电抗器(以下简称为可控电抗器，其输出无功功率的范围为[Q_{controllable.min} Q_{controllable.max}])，是一种新的用于超高压电网的无功补偿设备，该设备为电力电子技术、现代控制理论和电磁感应技术等融合而成，不仅可以直接并联接入超/特高压电网，而且具有阻抗可调等特性。可控电抗器通过接入点(或挂点)注入无功，改变电网的参数，实现对无功潮流的控制，不仅是一种可靠地抑制由于高压长线路对地电容引起的工频过电压、平衡非对称运行的冲击和抑制功率振荡等控制手段，而且在静态稳定的前提下，进一步提高系统最大传输容量、降低网损或者增加系统阻尼，提高暂态稳定性等。因此可控电抗器对系统的影响程度及其控制方式成为当前研究的重点和热点之一。其主要作用如下：

(1)降低轻负荷线路上的电容效应产生的容性无功功率，以降低工频过电压。

(2)改善长输电线路上的电压分布，抑制工频稳态过电压。

(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动，同时也减轻了线路上的功率损失。

(4)在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。

(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。

(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于线路重合闸。

针对可控电抗器的控制，目前可控电抗器的控制方式如下：

(1)自动恒电压

(2)自动恒无功

(3)手动恒触发角度

(4)手动恒励磁电流

不过，无论国内和国外的控制方式，均未能充分地利用可控电抗器的可控特性，没有考虑可控电抗器投入或者调节时间段内，电网的稳定状况和可控电抗器的调节是否影响电力系统的稳定性。

发明内容

针对现有技术中可控电抗器控制方法没有考虑可控电抗器投入或者调节时间段内，电网的稳定状况和可控电抗器的调节是否影响电力系统的稳定性等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种增强电网稳定性的可控电抗器的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种增强电网稳定性的可控电抗器的控制方法包括以下步骤：

从局部系统级控制的角度，根据电网的本地量测量，形成等值模型；在上述等值模型的基础上，形成稳定域，进行稳定评估，得到稳定指标；根据稳定指标，计算出设备级的具体控制量；根据具体控制量对可控电抗器实施平滑调节，实现对电网的无冲击调节。

等值模型的形成是在可控电抗器接入点的本地电气量测量的基础上进行基于戴维南原理的等值变换，包括以下步骤：

在可控电抗器的接入点导入实时数据，形成本地量测量的数据库；

根据本地量测量的实时数据，形成连续两次的本地量测量U_load.t，U_load.t-1；I_load.t，I_load.t-1；S_load.t，S_load.t-1，其中U_load.t表示t时刻负荷的电压量，U_load.t-1表示t-1时刻负荷的电压量；I_load.t表示t时刻负荷的电流量；I_load.t-1表示t-1时刻负荷的电流量；S_load.t表示t时刻负荷的功率值；S_load.t-1表示t-1时刻负荷的功率值；把电网分为等值电源和等值负荷，运用戴维南等值原理，形成等值数学方程，再运用参数跟踪辨识技术将等值数学方程的参数进行实时跟踪辨识，得到待求量即为戴维南等值内阻抗和等值电源，将等值内阻抗和等值电源代入等值数学方程，得到等值模型。

所述在上述等值变换的基础上，形成稳定域包括以下步骤：