[发明专利]一种调相机初始无功出力计算方法

说明书

本发明提供一种考虑直流换相失败和过电压影响的调相机初始无功出力计算方法，包括(1)求解调相机无功出力表达式，进而求解调相机进相运行极限Q_{jx_SCmax}和滞相运行极限Q_{cx_SCmax}；(2)建立调相机发出无功值与短路比的关联模型；(3)建立直流甩负荷情况下过电压水平与短路比的关联模型；(4)建立故障瞬间直流闭锁情况下的母线电压变化量与调相机吸收无功极限值的关联模型；(5)建立考虑直流换相失败与过电压抑制效果的短路比与调相机初始无功值的关联模型；(6)求解使得短路比最大的调相机初始无功出力值。本发明改变了当前工程实际中调相机出力缺乏理论依据的问题，可充分发挥新一代调相机抵御直流换相失败以及抑制过电压的能力。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，更具体地，涉及一种考虑直流换相失败和过电压影响的新一代调相机初始无功出力计算方法。

背景技术

由于特高压直流输电工程在技术上、经济上和安全性等方面的突出优势，我国已成为世界范围内远距离直流输电应用前景最为广阔的国家。但随着公司电网“强直弱交”问题的日渐突出，特高压直流输电工程对电网动态无功支撑提出了更高的需求，因此具有大容量双向动态无功支撑优等特点的新一代大型调相机应运而生，并将在特高压电网大规模部署开来。然而，当前新一代调相机在热备用工况下为旋转备用，没有考虑其对交直流电网动态支撑能力的影响。在某些工程实际中，新一代调相机可能将发出或吸收一定初始无功，但其所发出无功出力值大小主要基于工程经验，缺乏相应的理论依据。

针对此，本发明针对特高压直流受端调相机在正常工况下其无功出力缺乏理论依据的情况，提出一种考虑直流换相失败和过电压影响的新一代调相机无功出力计算方法，将对新一代调相机的现场运行控制具有重要指导作用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，针对直流逆变侧调相机，本发明提供了一种考虑直流换相失败和过电压影响的新一代调相机无功出力计算方法，其目的在于提高充分发挥新一代调相机的动态无功支撑能力，寻找减小直流换相失败和抑制直流过电压的平衡点，为工程现场的新一代调相机无功出力提供理论依据。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种考虑直流换相失败和过电压影响的新一代调相机无功出力计算方法，具体包括以下步骤：

(1)根据励磁控制系统结构和电机电磁方程，求解调相机无功出力表达式，进而求解调相机进相运行极限Q_{jx_SCmax}和滞相运行极限Q_{cx_SCmax}；

(2)设定受端调相机初始无功出力值为Q_{Rec_SC0}，建立调相机发出无功值与短路比的关联模型，其中调相机发出无功值为Q_{cx_SCmax}-Q_{Rec_SC0}；

(3)建立直流甩负荷情况下过电压水平与短路比的关联模型；

(4)建立故障瞬间直流闭锁情况下的母线电压变化量与调相机吸收无功极限值的关联模型；其中，调相机吸收无功极限值为Q_{jx_SCmax}-Q_{Rec_SC0}；

(5)根据步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中各关联模型，建立考虑直流换相失败与过电压抑制效果的短路比与调相机初始无功值的关联模型；

(6)求解使得短路比最大的调相机初始无功出力值。

进一步的，步骤(1)具体包括：

根据调相机机组电磁方程与控制系统，结合调相机机端电压U，得到调相机发出无功功率表达式，进一步得到，调相机进相运行极限Q_{jx_SCmax}和滞相运行极限Q_{cx_SCmax}：