[发明专利]一种基于光伏电站无功自适应调节的直流连续换相失败抑制方法

说明书

本发明针对交直流互联系统提出了一种基于光伏电站无功自适应调节的直流连续换相失败抑制方法。该方法在直流系统发生换相失败故障后，通过采集光伏电站及直流系统运行状态数据计算光伏电站所需无功出力，并以此进行光伏电站控制参数的自适应调整，支撑直流系统换相失败恢复过程中的动态无功需求，抑制系统连续换相失败的发生。本发明方法通过检测直流系统超前触发角来给定光伏电站所需无功出力，在直流系统换相失败恢复过程中，为系统提供动态无功支撑，从而抑制系统连续换相失败的发生，有助于提高交直流互联系统安全稳定性，具有较好的工程应用价值。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及直流连续换相失败抑制策略研究领域，尤其涉及一种基于光伏电站无功自适应调节的直流连续换相失败抑制方法。

背景技术

高压直流输电因其输电距离不受同步运行稳定性限制、输电功率调节灵活迅速的技术优势，被广泛运用于远距离大容量输电、大区域电网互联以及跨海峡送电等方面，有力推动了我国“西电东送、南北互济、全国联网”能源发展战略的落实。在解决能源传输问题的同时，高压直流输电也引入了一系列问题，对电网安全稳定运行造成了挑战，而其中以换相失败故障最为典型和广泛。

直流换相失败会引起功率传输缺失，而在直流换相失败恢复过程中，逆变站需要从交流系统吸收大量的无功，导致换流站电压进一步恶化，若系统不能提供足够的无功支撑，直流系统将发生连续换相失败，严重时甚至导致直流闭锁，严重危害电网安全稳定运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于光伏电站无功自适应调节的直流连续换相失败抑制方法，在直流系统发生换相失败故障后，通过采集光伏电站及直流系统运行状态数据计算光伏电站所需无功出力，并以此进行光伏电站控制参数的自适应调整，支撑直流系统换相失败恢复过程中的动态无功需求，抑制系统连续换相失败的发生。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于光伏电站无功自适应调节的直流连续换相失败抑制策略，包括如下步骤：

(1)实时监测直流系统换流阀熄弧角γ的变化，判断直流系统是否发生换相失败故障；

(2)若系统发生换相失败故障，则进入步骤(3)，否则继续返回步骤(1)；

(3)采集直流系统及光伏电站的运行数据；

(4)基于步骤(3)采集的运行数据，计算光伏电站所需无功出力；

(5)计算自适应的光伏电站控制参数，增加光伏电站无功出力，抑制直流系统连续换相失败的发生。

进一步的，所述步骤(1)中换相失败故障通过以下方式判断：比较换流阀熄弧角γ与阀固有极限熄弧角γ_min之间的关系，若γ≤γ_min，则认为发生换相失败故障。

进一步的，所述换相失败故障是指：当换流器两个阀进行换相时，在换相过程中退出导通的阀在反向电压的作用下未能及时恢复阻断能力，或者在反向电压作用期间换相过程未能结束，使本该关断的阀在正向电压作用下重新导通的现象。

进一步的，所述步骤(3)中直流系统及光伏电站的运行数据，具体包括：光伏电站并网点电压经dq变换后的实测值U_d,U_q，光伏电站电流经dq变换后的实测值i_d,i_q，光伏输出无功功率Q，光伏电池工作电压实际值U_dcp，直流系统逆变站触发超前角β。

进一步的，所述步骤(4)中计算光伏电站所需无功出力，具体通过下式实现：

Q_ref＝K_p(β-β_ref)