[发明专利]一种动态无功补偿装置控制策略验证系统

说明书

本发明公开了一种动态无功补偿装置控制策略验证系统，包括：主电路仿真模块、新能源电站及电网仿真模块、光纤转换接口、电平转换接口和人机交互界面。通过动态无功补偿装置控制策略验证系统模拟多种复杂的电网运行工况，并能根据需要给出装置链路系统的反馈信号，接线调试简单方便；可以验证动态无功补偿装置的多种控制策略，对动态无功补偿装置控制性能进行离线优化，大大缩短现场运行前的调试和启运周期，实现动态无功补偿装置控制策略的离线验证和离线参数优化，解决了部分新能源电站已投运动态无功补偿装置需要做运行性能优化，但受现场运行条件限制不能进行参数在线优化的问题。

技术领域

本发明属于新能源接入与控制领域，提供一种动态无功补偿装置控制策略验证系统。

背景技术

我国风电场/光伏电站多采用“大规模集中式开发，高电压远距离送出”发展模式，近年来风电/光伏并网容量持续增加，大规模新能源接入弱端电网时无功电压控制问题日益凸显。无功补偿装置可提高风电/光伏动态支撑能力，有利于电网的故障恢复。但从实际运行情况来看，新能源电站动态无功补偿装置控制性能存在诸多问题，尤其是基本控制策略不完善、缺乏低电压穿越和异常情况闭锁控制策略，严重影响了电网安全稳定运行。多起新能源电站大规模脱网事故分析表明，配套的动态无功补偿装置控制策略不完善是故障扩大的重要原因之一。2013年以来，国内部分地区开展了动态无功补偿装置并网性能的典型测试，其稳态调节特性、故障穿越能力和异常闭锁功能由于涉及到新能源电站、动态无功补偿装置和电网的安全运行，是考核的关键技术指标。行业标准《Q/GDW 11064-2013风电场无功补偿装置技术性能和测试规范》和国家标准《GBT 29321-2012光伏发电站无功补偿技术规范》，对风电场/光伏发电站动态无功补偿装置应具备的控制方式和故障穿越能力都提出了具体要求。

新能源电站动态无功补偿装置通常包括静止动态无功发生器(SVG)、晶闸管控制电抗器(TCR)及磁阀式可控电抗器(MCR)类型静止无功补偿器(SVC)等动态无功补偿装置；其控制策略主要有：电压控制策略、无功控制策略、无功电压综合控制策略(功率因数控制)、故障穿越控制策略和异常情况闭锁控制策略。

目前，由于国内风机/光伏逆变器的调压能力尚未得到充分利用，大多数动态无功补偿装置是新能源电站唯一无功电源，其控制策略正确、控制参数整定值合理显得尤为重要。从已开展的动态无功补偿装置涉网性能测试情况看，大部分动态无功补偿装置都存在控制策略不完善/缺失，或实际设定的参数整定值对应的控制效果无法达到预期效果，急需一种快捷、经济、有效的方法验证其控制策略的正确性和参数整定值的合理性。

目前现有的验证控制策略正确性的方法存在以下不足：1、现场测试时参与运行部件多、测试条件复杂、影响因素多，导致发现问题和解决问题的周期长；2、不同安装地点的同一型号动态无功补偿装置测试结果存在较大差异；3、不同的现场技术人员调试相同型号动态无功补偿装置，可能由于控制策略缺失或参数整定值差别而导致测试结果存在较大差异，问题原因往往难以查找；4、动态无功补偿装置功率因数控制能力(即电压无功综合控制)由于电网环境等多方面因素制约，大大延长测试周期或无法进行现场测试。

发明内容

考虑到以上提及的挑战和困难，本专利提出一种动态无功补偿装置控制策略验证系统，包括：主电路仿真模块、新能源电站及电网仿真模块、光纤转换接口、电平转换接口和人机交互界面，其中，主电路仿真模块通过光纤转换接口与执行动态无功补偿装置控制策略的动态无功补偿装置控制器进行信号交互；新能源电站及电网仿真模块通过电平转换接口与动态无功补偿装置控制器进行信号交互。

优选地，所述动态无功补偿装置控制器包括动态无功补偿装置主控制器和装置脉冲控制器。

优选地，所述主电路仿真模块模拟动态无功补偿装置中各功率模块接收到脉冲控制信号后的运行状态，同时模拟动态无功补偿装置反馈各功率模块的状态信号给动态无功补偿装置控制器。