[发明专利]用于多馈入直流系统的储能电站暂态无功控制方法和系统

说明书

本发明公开用于多馈入直流系统的储能电站暂态无功控制方法和系统，属于电力系统领域。包括：判断交流母线电压幅值是否小于稳态电压幅值最低值，若是，进入S2，否则，维持储能电站无功指令值为0；S2.判断是否同时满足直流处于首次换相失败的恢复过程、直流逆变侧关断角小于阈值、间隔时间小于阈值，若是，储能电站无功指令值维持为0，否则，储能电站无功指令值维持为最大值。本发明结合多馈入特高压直流系统连续换相失败机理与储能电站作用机制分析，权衡储能电站在暂态过程中对交流电压和触发角的影响，优化储能电站对多馈入特高压交直流混联系统的暂态控制效果，抑制直流故障后的连续换相失败，减小直流功率波动，改善交流电压恢复。

技术领域

本发明属于电力系统领域，更具体地，涉及用于多馈入直流系统的储能电站暂态无功控制方法和系统。

背景技术

为了解决我国能源与负荷逆向分布的问题，越来越多特高压直流工程被应用到电力系统中。随着大容量特高压直流输电工程的不断建成投运，电力系统逐渐形成交直流混联结构，电力电子化特征日趋明显，电网动态特性趋向复杂，电网应对故障扰动的暂态控制手段需要进一步加强。以河南电网为例，随着天中直流、青海-河南直流的相继投运，河南电网将形成多直流馈入结构。多馈入结构使得各直流与受端电网间复杂耦合，电力系统运行灵活性不足，由单一故障引起交直流混联系统连锁故障的风险显着增加，电网运行的安全性、稳定性更需要提供有力保障。

逆变侧换相失败是特高压直流系统中常见的严重故障之一。由于交直流混联系统的复杂耦合特性，直流可能会在故障后发生多次连续换相失败，使直流传输功率大幅度波动，严重时甚至导致直流闭锁，对交流电网造成巨大冲击。因此，现阶段研究主要关注如何抑制直流连续换相失败，其大致思路可分为两类：一是通过改善直流本身的控制结构和控制特性，降低故障后换相失败风险。另一类则是利用电网中动态无功资源对系统进行暂态无功支撑，提升交流电压，降低直流换相失败的风险。

电化学储能技术近年来发展迅猛，截至2017年底，全球电化学储能累计装机规模已达2926.6MW。预计短期内，电化学储能装机规模仍将保持高速增长。与其它储能方式相比，电化学储能具有响应速度快、动态有功无功支撑能力强、循环效率高等优势。因此，电化学储能电站的规模化应用将是一种有效改善特高压交直流混联受端电网暂态稳定性的控制手段。

电化学储能电站在电力系统中的应用模式主要分为稳态控制和暂态控制两个层面。在稳态控制层面，现有研究主要关注储能电站在电力系统调峰、调频、调压方面的应用；在暂态控制层面，现有研究主要关注储能电站在抑制电力系统低频振荡、功率摆动和提升系统阻尼等方面的应用。但在现阶段研究中，储能电站在电网中的应用场景主要还是传统交流电网，鲜有涉及储能电站在多馈入直流系统中的暂态无功支撑应用研究，储能电站对交直流混联电网暂态过程的作用机制尚不明确，储能电站在多馈入直流系统中的暂态无功有效控制方法亟待探索。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了用于多馈入直流系统的储能电站暂态无功控制方法和系统，其目的在于解决现有技术中储能电站对特高压交直流混联系统连续换相失败抑制方法不明确的问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种用于多馈入直流系统的储能电站暂态无功控制方法，该方法包括以下步骤：

S1.判断交流母线电压幅值是否小于稳态电压幅值最低值，若是，则判定储能电站进入暂态控制模式，进入步骤S2，否则，判定储能电站进入稳态控制模式，维持储能电站无功指令值为0；

S2.判断是否同时满足直流处于首次换相失败的恢复过程、直流逆变侧关断角小于关断角预设阈值、间隔时间小于时间间隔预设阈值，若是，储能电站无功指令值维持为0，否则，储能电站无功指令值维持为1p.u.。

优选地，步骤S2包括以下子步骤：