CN101895111B

CN101895111B - 一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法

Info

Publication number: CN101895111B
Application number: CN 201010240168
Authority: CN
Inventors: 戴国安; 王柏恒; 刘�文; 张举良
Original assignee: Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd
Current assignee: Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: CN101895111A

Abstract

本发明涉及一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，根据相同功率水平下，直流场电压越高，谐波性能所需滤波器数目递减的规律，提出一种利用直流场实时电压实时折算功率用于滤波器数目配置的方法，根据直流场电压大小分为70%，70%～80%，80%，80%～100%，100%五种谐波性能配置模式，使谐波性能滤波器配置在全压恢复过程中符合谐波电流变化规律。采用上述方法，使得在电压恢复过程中既能减少谐波性能需要的滤波器数目，同时也维持交流电网电压稳定，从而解决了高压直流输电电压恢复过程中，由于缺乏相应的谐波性能控制方法，导致交流电网电压过高的问题。

Description

一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法

技术领域

本发明涉及高压/特高压直流输电工程全压恢复过程中一种谐波性能控制的实现方法，尤其是同塔双回多阀组直流输电工程中谐波性能控制。

背景技术

谐波性能控制的目的是保证直流系统在任何工况下所注入交流系统的谐波经过滤波器滤波后谐波含量控制在合理的范围。高压直流一般运行在双极功率模式，当系统在降压运行控制下，直流电压升降时，变压器抽头以及无功功率、谐波电流随直流场电压动态变化，常规情况下，谐波性能控制按直流场降压模式控制，谐波性能控制一般按100%，80%，70%三种电压模式配置，在直流场电压恢复过程中，没有相应的控制策略，由于谐波性能配置滤波器优先于常规Q/U(无功/电压)控制，即使系统无功越限（500MVar左右）也不能切除滤波器，导致交流电网电压过高，交流电压限制功能启动快速切除滤波器。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，解决高压直流输电电压恢复过程中，由于缺乏相应的谐波性能控制方法，导致交流电网电压过高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种谐波控制方法，包括如下步骤：

a)根据无功研究报告，对应确定直流场电压在100%，80%，70%时，谐波性能配置与功率的关系，并计算出：各种滤波器配置方式，对应的100%直流场电压与80%直流场电压情况下功率的比值、然后取平均值(K1)，对应的80%直流场电压与70%直流场电压情况下功率的比值、然后取平均值(K2)；

b)按直流场电压大小将控制过程分为70%、70%-80%、80%、80%-100%、100%不同阶段；

c)在直流场电压在70%±Δu以内时，根据步骤a，按70％谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

d)在直流场电压在80%±Δu以内时，根据步骤a，按80％谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

e)在直流场电压在100%±Δu以内时，按100％谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

f)直流场电压在70%+Δu到80%-Δu之间时，将功率乘以一个系数K1进行折算，折算后按照直流场电压80%时，谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

g)直流场电压在80%+Δu到100%-Δu之间时，将功率乘以一个系数K2进行折算，折算后按照直流场电压100%时，谐波性能配置表中的功率来配置滤波器。

根据相同功率水平下，直流场电压越高，谐波性能所需滤波器数目递减的规律，采用上述功率折算的方法，使得在电压恢复过程中既能减少谐波性能需要的滤波器数目，同时也维持交流电网电压稳定，从而解决了高压直流输电电压恢复过程中，由于缺乏相应的谐波性能控制方法，导致交流电网电压过高的问题。

步骤f中所述功率折算用公式表示为：

P=Pact*(1+(K1-1)*(0.8-Ud)/0.1)，其中P表示折算后功率，Pact表示折算前功率，Ud表示直流场电压百分值。

步骤g中所述功率折算用公式表示为：

P=Pact*(1+(K2-1)*(1-Ud)/0.2)，其中P表示折算功率，Pact表示折算前功率，Ud表示直流场电压百分值。

步骤c、d、e、f、g中所述Δu取值范围为1%-2%。

附图说明

图1是本发明的折算示意图。

具体实施方式

本发明的一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，具体实施方式如下：

根据无功研究报告，对应确定直流场电压在100%、80%、70%情况下，谐波性能配置与功率水平（功率均用百分数来表示）的关系分别如表1、表2、表3（A，B，C表示三种不同类型的滤波器），综合表1、表2、表3得到各种滤波器配置方式，直流场电压在100%、80%、70%情况下的对应功率情况，即表4。表4还计算出了各种滤波器配置方式，对应的100%直流场电压与80%直流场电压情况下功率的比值、取平均值K1=1.4，对应的80%直流场电压与70%直流场电压情况下功率的比值、取平均值K2=1.3。

根据直流场100%、80%、70%三种电压情况，允许电压波动范围为±2%，分别取72%，78%，82%，98%四个电压级别，得到五种电压模式，详见表5。

假设电压不断升高，当电压在72%以下时，按照表1配置滤波器。

表1 100％电压谐波性能配置表

表2 80％电压谐波性能配置表

Forward direction 80％ Udc

表3 70％电压谐波性能配置表

表4 相同滤波器配置功率对比

表5 运行模式

直流电压范围	直流电压运行模式
		Ud＜72％	70％电压运行模式
72％＜Ud＜78％	70～80％电压恢复过程
		78％＜Ud＜82％	80％电压运行模式
82％＜Ud＜98％	80～100％电压恢复过程
		98％＜Ud	100％电压运行模式

当电压在72%～78%恢复过程中，电压变化量约为6%，取10%进行计算，相同滤波器配置时功率平均比值K1=1.4，将功率折算到80%电压水平，并使折算功率线性减小，设计功率折算公式为：P=Pact*(1+(K1-1)*(0.8-Ud)/0.1)，其中P表示折算后功率，Ud表示电压百分值，Pact表示当前功率，即折算前功率。

如图1所示，从折算后的功率可以看出，当直流场电压接近70%，折算功率最大，接近1.4Pact，当直流场电压接近80%，折算功率最小，接近1.0Pact。在电压上升过程中，功率由1.32Pact～1.08Pact平滑过渡，相当于功率变化24%，在72%到78%上升过程中按80%电压运行模式配置滤波器，以4A+3B+2C滤波器配置为例，设此时功率水平Pact为37.5%，直流场电压为70%，所需滤波器数目为4A+3B+2C，进行折算之后，相当于在表4中，70%功率列向左移动到80%功率列，功率37.5%由折算到50%，并且当直流电压上升过程中，折算功率从50%逐渐降到37.5%，根据80%电压谐波性能配置表，当折算功率小于50%，所需滤波器数目为4A+3B+1C，当折算功率小于45%，所需滤波器数目为3A+3B+1C，当直流场电压恢复到80%，折算功率为37.5%，此时所需滤波器数目为3A+2B+1C，在电压恢复过程中减少3组谐波性能需要的滤波器数目，同时也维持交流电网电压稳定。

当电压在78%～82%恢复过程中，按照表2配置滤波器。

当电压在82%～98%恢复过程中，电压变化量为16%，取20%进行计算，相同滤波器配置时功率平均比值K2=1.3，将功率折算到100%电压水平，并使折算功率线性减小，设计功率折算公式为：P=Pact*(1+(K2-1)*(1Ud)/0.2)，其中P表示折算后功率，Ud表示电压百分值，Pact表示当前功率，即折算前功率。

从折算后的功率可以看出，当直流场电压接近80%，折算功率最大，接近1.3Pact，当直流场电压接近100%，折算功率最小，接近1.0Pact。在电压上升过程中，功率由1.27Pact～1.03Pact平滑过渡，相当于功率变化24%，以4A+3B+2C滤波器配置为例，设此时功率水平Pact为50%，直流场电压为80%，所需滤波器数目为4A+3B+2C，进行折算之后，相当于在表4中，80%功率列向左移动到100%功率列，功率由50%折算到67.5%，并且当直流电压上升过程中，折算功率从67.5%逐渐降到50%，根据100%电压谐波性能配置表，可以看出，当折算功率小于67.5%，所需滤波器数目为4A+3B+1C，当折算功率小于60%，所需滤波器数目为3A+3B+1C，当直流场电压恢复到80%，折算功率为50%，此时所需滤波器数目为3A+2B+1C，在电压恢复过程中减少3组谐波性能需要的滤波器数目。

当电压在98%以上时，按照表3配置滤波器即可。

Claims

1.一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)根据无功研究报告，对应确定直流场电压在100%，80%，70%时，谐波性能配置与功率的关系，并计算出：各种滤波器配置方式，对应的100%直流场电压与80%直流场电压情况下功率的比值、然后取平均值K1，对应的80%直流场电压与70%直流场电压情况下功率的比值、然后取平均值K2；

b)按直流场电压大小将控制过程分为70%、70%-80%、80%、80%-100%、100%不同阶段；c)在直流场电压在70%±Δu以内时，根据步骤a，按70%谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

d)在直流场电压在80%±Δu以内时，根据步骤a，按80%谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

e)在直流场电压在100%±Δu以内时，根据步骤a，按100%谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

f)直流场电压在70%+Δu到80%-Δu之间时，以P=Pact*(1+(K1-1)*(0.8-Ud)/0.1)进行折算，其中P表示折算后功率，Pact表示折算前功率，Ud表示直流场电压百分值，折算后按照直流场电压80%时，谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；

g)直流场电压在80%+Δu到100%-Δu之间时，以P=Pact*(1+(K2-1)*(1-Ud)/0.2)，进行折算，折算后按照直流场电压100%时，谐波性能配置表中的功率来配置滤波器；所述Δu取值范围为1%-2%。