[发明专利]一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法及系统

说明书

本发明公开一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法，根据高压换流站交流母线电压幅值和变化率确定控制模式，稳态控制模式时，实现无功/电压目标控制；暂态控制模式时，增加附加控制，设置无功小组禁止投切；闭锁模式时，调相机闭锁输出，同时设置无功小组禁止投切；延时后，重新检测交流母线电压、电压变化率，确定控制模式。本发明还公开一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制系统，主从控制器用于接收系统电压、无功指令，实现高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法；输入输出单元用于完成调相机、无功小组闭环控制。此种技术方案通过同步调相机与高压换流站无功小组的协调控制，实现稳态过程电压维持和暂态过程电压恢复功能。

技术领域

本发明属于电力系统控制领域，特别涉及一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法和系统。

背景技术

目前随着特高压直流的快速发展，清洁能源的大规模开发，大比例受电地区的集中出现，电网特性发生较大变化，强直弱交问题越来越突出。主要体现在三个方面，一是特高压直流受端电网动态无功不足问题突出；二是风电、光伏等新能源集中开发地区，直流输电送端电网薄弱，短路容量不足；三是北上广深等高比例受电地区无功支撑不足，易引发电压问题。

为解决大电网电压无功问题，国网提出新一代调相机方案，主要关注其暂态无功支撑性能，同时兼顾稳态无功需求；抑制电压波动，降低直流换相失败几率。调相机与电子式无功补偿设备SVC和STATCOM相比，首先无功出力几乎不受系统电压影响，常规SVC和STATCOM相设备，当系统电压降低时，反而不能实现满无功输出；其次调相机具备深度进相和强励的能力，额定容量300MVar的调相机可以在200MVar的无功下长期进相运行。

因此，亟需一种大容量同步调相机与高压换流站无功设备电压无功协调控制方法，解决暂稳态过程中电压无功问题。现有涉及调相机和高压换流站无功设备的协调控制方法并不多，如申请号201710307415.7的中国专利文献公开了直流换流站交流滤波器与调相机的无功协调控制方法，稳态时调相机运行点留有足够动态无功储备，但未给出具体无功储备计算；又如申请号为201811080243.5的中国专利文献公开了一种调相机与特高压直流换流站电压无功协调控制方法，基于现有调相机控制模式，保持原有直流控保中交流滤波组的投切策略，调整调相机控制目标，其实际并不能达到无功设备投切带来的交流母线电压波动。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法及系统，基于目前高压换流站同步调相机、交流滤波器组、并联电容电抗等无功补偿设备之间无信息交互的现状，通过同步调相机与高压换流站无功小组的协调控制，实现稳态过程电压维持和暂态过程电压恢复功能。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法，包括如下步骤：

步骤1，根据高压换流站交流母线电压幅值和变化率确定控制模式，所述控制模式包含有稳态控制模式、暂态控制模式和闭锁模式；

控制模式为稳态控制模式时，根据控制目标的选择，又分为恒无功控制模式和电压控制模式：恒无功控制模式下，调相机无功目标值为Q_{s_ref}，实现无功目标控制；电压控制模式下，系统电压目标值为U_{s_ref}，实现电压目标控制；

控制模式为暂态控制模式时，在调相机控制回路增加附加控制，设置无功小组禁止投切；

控制模式为闭锁模式时，调相机闭锁输出，同时设置无功小组禁止投切；

步骤2，经延时t后，重新检测交流母线电压、电压变化率，返回步骤1。

上述步骤1中，确定控制模式的方法是：

当交流母线电压高于0.95倍额定电压且电压变化率不高于设定值时，确定为稳态控制模式；