[发明专利]一种提高近区直流换相失败恢复速度的STATCOM附加控制方法

说明书

本发明公开了一种提高近区直流换相失败恢复速度的STATCOM附加控制方法，该方法根据STATCOM所连交流母线与直流换流母线之间的电压关联因子评估STATCOM附加控制的可行性，若评估结果表明STATCOM附加控制可行，则在STATCOM交流电压控制器基础上增加附加控制器，根据近区直流系统的运行状态修改交流电压参考值。在直流换相失败之后，本发明充分利用直流近区STATCOM的动态无功支撑能力，提高换流母线电压水平，帮助直流系统更快恢复；该方法不改变STATCOM原有控制器的结构，实现起来简单方便，控制逻辑中考虑了直流系统不同的运行工况，适应性强、可靠性高。

技术领域

本发明属于电力系统柔性输配电技术领域，具体涉及一种提高近区直流换相失败恢复速度的STATCOM附加控制方法。

背景技术

电网换相高压直流输电(High-Voltage Direct Current，HVDC)技术适合于远距离、大容量输电，在我国电力系统中得到了广泛应用，但其运行依赖于受端电网提供电压支撑，当受端电网故障时，直流系统容易发生换相失败，导致直流功率传输中断。若直流系统不能快速从换相失败中恢复，系统稳定性将受到威胁，严重情况下会导致系统失稳。

柔性交流输电(flexibleAC Transmission System，FACTS)技术可以快速灵活的对系统运行状态进行调节，具有广泛的应用前景。静止同步补偿器(Static SynchronousCompensator，STATCOM)作为FACTS装置的一种，其基本结构如图1所示，电容器经桥式换流电路和电抗与母线相连，STATCOM控制器(其控制结构如图2所示)产生换流电路的触发信号，从而对STATCOM的输出进行控制。STATCOM可以连续快速地控制母线电压，并在故障后为系统提供动态无功支撑，有利于提高系统的电压稳定性和抗干扰能力，改善系统故障后的恢复特性。

目前对STATCOM改善HVDC运行特性的研究大多只考虑了STATCOM直接接在换流母线的情况。实际工程中STATCOM可能安装在HVDC近区的负荷母线处，以提高系统对直流故障和负荷变化的承受能力。此时，STATCOM对负荷母线电压的控制会对HVDC故障后的恢复产生影响，若控制不当，可能使HVDC恢复特性变差，而通过对STATCOM进行合理的附加控制，则可以帮助HVDC从换相失败中更快恢复，有利于提高系统运行的安全稳定性。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种提高近区直流换相失败恢复速度的STATCOM附加控制方法，该方法在STATCOM交流电压控制器基础上增加附加控制器，根据近区直流的运行状态修改交流电压参考值，在直流换相失败之后，充分利用直流近区STATCOM的动态无功支撑能力，提高换流母线电压水平，帮助直流系统更快恢复。

一种提高近区直流换相失败恢复速度的STATCOM附加控制方法，包括如下步骤：

(1)根据电网系统中STATCOM所连交流母线与直流换流母线之间的电压关联因子VCF评估STATCOM附加控制的可行性；

(2)若STATCOM附加控制可行，则在STATCOM定交流电压控制器的电压参考值V_ref0上叠加一个控制信号V_sig得到新的电压参考值V_ref，使新电压参考值V_ref代替原电压参考值V_ref0作为定交流电压控制器的输入，从而对STATCOM进行控制。

进一步地，所述步骤(1)的具体实现方法如下：

1.1根据直流换流母线所连的直流系统额定运行时消耗的无功功率Q_dc以及STATCOM的容量Sstatcom，通过以下公式确定临界电压关联因子值VCF_limit：

VCF_limit＝α+βQ_dc/Sstatcom