[发明专利]一种同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制方法和装置

说明书

本发明提供一种同步调相机和LCC‑HVDC之间的协调控制方法和装置，先通过故障判断模块判断交流系统是否发生故障，若是则根据LCC‑HVDC的关断角计算关断角偏差，然后根据关断角偏差确定电压偏差，并根据电压偏差计算同步调相机控制输入量，最后根据同步调相机控制输入量确定同步调相机的励磁电压，并根据同步调相机的励磁电压实现同步调相机和LCC‑HVDC之间的协调控制，通过同步调相机和LCC‑HVDC之间的协调控制提高了LCC‑HVDC换相失败抵御能力。本发明提供的技术方案能够通过同步调相机输出的无功功率稳定母线电压的能力，提高LCC‑HVDC的换相失败抵御能力，降低LCC‑HVDC发生换相失败的概率。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，具体涉及一种同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制方法和装置。

背景技术

由于近些年来在电力电子技术领域的重大发展，电网换相高压直流输电(line-commutated-converter high voltage direct current，LCC-HVDC)越来越引人注目。其凭借在远距离大容量输电、跨海峡输电、交流系统互联等方面的优势在世界范围内得到了广泛的应用。但由于常规直流输电系统采用无自关断能力的晶闸管作为换流元件，需要一定强度的交流系统提供换相电压，容易发生换相失败。

换相失败的过程如下：交流系统发生故障，使得交直流电压降低、直流电流迅速增大或换相电压相角偏移，从而引起逆变器关断角减小，换流阀没有足够的时间用于恢复其正向阻断能力，最终使应关断的换流阀无法可靠关断，当承受正向电压时再次导通，引发换相失败。这不仅会缩短换流阀寿命、增大换流变压器直流偏磁损耗，还会造成直流功率大量损失，而连续换相失败将对电网安全运行带来更严峻的挑战。

同步调相机作为旋转设备，与SVC、STATCOM等基于电力电子技术的动态无功补偿装置相比，既可以为系统提供短路容量，又具有更好的过负荷能力，在降低直流送端暂态过电压、抑制直流受端换相失败以及利用强励提高系统稳定性等方面具备独特优势。

将同步调相机作为无功补偿设备接入直流输电系统的逆变侧母线，能够起到故障时发出无功功率，稳定母线电压的作用，进而能够降低换相失败发生概率。但目前同步调相机和LCC-HVDC相对独立，缺少相应的协调控制措施，导致LCC-HVDC换相失败抵御能力弱。

发明内容

为了克服上述现有技术中LCC-HVDC换相失败抵御能力弱的不足，本发明提供一种同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制方法和装置，先通过故障判断模块判断交流系统是否发生故障，若是则根据LCC-HVDC的关断角计算关断角偏差，然后根据关断角偏差确定电压偏差，并根据电压偏差计算同步调相机控制输入量，最后根据同步调相机控制输入量确定同步调相机的励磁电压，并根据同步调相机的励磁电压实现同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制，通过同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制提高了LCC-HVDC换相失败抵御能力。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制方法，包括：

通过故障判断模块判断交流系统是否发生故障，若是则根据LCC-HVDC的关断角计算关断角偏差；

将关断角偏差依次经过PI环节和限幅环节，得到电压偏差，并根据电压偏差计算同步调相机控制输入量；

根据同步调相机控制输入量确定同步调相机的励磁电压，并根据同步调相机的励磁电压实现同步调相机和LCC-HVDC之间的协调控制。

根据LCC-HVDC的关断角按下式计算关断角偏差：

Δγ＝γ_set-γ