[发明专利]多套分级式可控并联电抗器协调控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统电子器件领域，特别涉及一种多套分级式可控并联电抗器协调控制系统及其控制方法。

背景技术

我国西北电网超高压和特高压交流输电线路在线路空载或轻载时末端电压较高，且随着将来大规模风电接入，由于风电出力波动幅度大、频度高，致使输电线路潮流频繁变化，电压控制困难。可控并联电抗器（CSR）作为一种高电压大容量的动态无功调节设备，通过改变并联在输电线路上的电抗值调节线路无功潮流，从而达到调节线路电压的目的。同时在线路发生区内故障时，通过将可控并联电抗器调节至最大容量，可以抑制因相间和相对地电容引起的潜供电流，降低恢复电压，提高重合闸成功率。

中国专利申请200510096007.9公开了一种分级式可控并联电抗器装置，如图1所示。该分级式可控并联电抗器共有3级可调容量，由高阻抗变压器本体、分级电抗器（L1、L2、L3）、旁路断路器（K1、K2、K3）和晶闸管阀组（D1、D2、D3）组成，其中高阻抗变压器本体为高漏抗型变压器，一次线圈并联在输电线路上，二次线圈和分级电抗器串联，通过每一级旁路断路器和晶闸管阀组的配合改变可控并联电抗器的档位，达到调节容量的目的。这种电路结构的可控并联电抗器由于响应快速、无谐波，在实际系统中得到较多的应用。

分级式可控并联电抗器多采用监视所在线路电压或无功越限情况而投退档位的控制策略，一般只监视该套设备所在线路或母线的电压和无功，但对于一个区域中有多套分级式可控并联电抗器同时运行的情况，若某些设备恰好在同一时间满足电压或无功越限延时条件而调档，将会导致调档级数过多，引起系统电压波动过大，以上情况尤其容易出现在双回线各挂有一套分级式可控并联电抗器的情况。而且若多套分级式可控并联电抗器的运行档位差别较大，则档位较高的分级式可控并联电抗器将承受较大的电流而造成设备损耗较大，对设备的使用寿命造成影响。在这种情况下，若能将某一个区域内的多套分级式可控并联电抗器组成一个可控整体，在它们之间采用一定的协调控制策略，既能避免同时调档造成系统电压波动过大，又能保证各套设备的档位尽量一致，将损耗平均分配，延长设备使用寿命。

基于现有技术的缺陷，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种多套分级式可控并联电抗器协调控制系统及其控制方法，其可合理分配各套分级式可控并联电抗器的档位和出力，避免电压调节过多且能平衡各套设备损耗。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种多套分级式可控并联电抗器协调控制系统，包括至少两套分级式可控并联电抗器、与该分级式可控并联电抗器对应的控制装置和一台通信交换机，其中，分级式可控并联电抗器分别挂在一个区域内的多条线路上，而各控制装置分别与其对应的分级式可控并联电抗器连接并进行控制；所述通信交换机与所有控制装置的通信口连接，将所有控制装置接入同一个局域网进行信息共享。

上述分级式可控并联电抗器包括高阻抗变压器本体和至少两个分级电抗器，还包括与每个分级电抗器对应的旁路断路器和晶闸管阀组，其中，高阻抗变压器本体的一次线圈并联在输电线路上，各分级电抗器均具有输入端和输出端，所有分级电抗器同向顺序串联形成电抗器串，该电抗器串并联在高阻抗变压器本体的二次线圈两端；所述每一组旁路断路器与晶闸管阀组并联后，一端连接电抗器串的输出端，另一端连接与其对应的分级电抗器的输入端。

上述控制装置采用至少一台配置，当配置多台时，互相之间为一主多备关系。

上述局域网配置为单网或双网，在双网模式下，当其中一个网络瘫痪时，所有信息经由另一个网络传递。

一种基于如前所述的多套分级式可控并联电抗器协调控制系统的控制方法，所述分级式可控并联电抗器的控制装置采用一主多从结构，在同一时刻设置一套分级式可控并联电抗器的控制装置为主控，其余分级式可控并联电抗器的控制装置均为从控，所述主控负责判断、切换和分配逻辑，并且发出各套分级式可控并联电抗器的调档指令，而各从控接收主控下发的调档指令，根据指令执行对应的调档动作，未接收到主控下发的指令时不动作。

上述确定主控的方法是：采集各分级式可控并联电抗器的比较序列信号，并将前述所有比较序列信号进行比较，选择比较序列值大的分级式可控并联电抗器的控制装置作为主控。

上述主控根据电压或无功的越限状况得出控制指令，根据各套分级式可控并联电抗器各自当前的档位以及可控状态，分配各套的调档级数；当前不允许调档或档位不满足要求的不给予调档指令，升档时让档位较低的优先升档，降档时让档位较高的优先降档。