CN108964075A - 一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统，方法实施步骤包括：保持交流滤波器组投切控制策略不变，检查特高压直流换流站的直流控制保护系统中无功控制策略为电压/无功控制模式，若为电压控制模式，则将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制，否则若为无功控制模式，则将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制；系统包括被编程执行前述方法的计算机系统。本发明依托特高压直流换流站现有控制模式与基本控制策略，简单有效地实现了调相机与交流滤波器组间协调控制，无需新增控制系统，也不需要改变直流控制保护系统无功控制策略与调相机现有控制模式，符合特高压换流站现状，便于实施。

Description

一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统调控制技术，具体涉及一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统，用于实现考虑当前控制现状的特高压换流站内调相机、SVC等动态无功补偿设备和由直流控制保护系统掌控的交流滤波器组之间的电压/无功协调控制。
背景技术
高压直流输电是一种远距离大容量输电方式。不同交流输电系统，高压直流输电是一种建立在换流阀截止和导通控制上的电能传输方式。换流阀整流、逆变需要消耗大量的无功功率。因此，在换流站配置大量的交流滤波器组，用于无功补偿和滤波。这些交流滤波器组的投/退与高压直流输电息息相关，由直流控制保护系统中无功控制策略统一控制。目前为降低特高压直流输电受所联交流电网电压波动的影响，在特高压换流站配置了调相机，部分送端换流站还配置了大容量的SVC。这些动态无功补偿设备与交流滤波器组在无功、电压支撑方面的功能是重叠的，且会有较强的相互影响。现有的电网分级调控体系中，特高压换流站站内的调相机、SVC与交流滤波器组及直流控制保护系统分属不同调控层级：交流滤波器组及直流控制保护系统属国调总部调度，调相机、SVC属国调分中心调控。由于调控层级不同且处于特高压直流输电安全稳定运行考虑，目前调相机、SVC等动态无功补偿设备与交流滤波器组并未没纳入一个同一控制系统进行统筹协调控制，两者之间基本无控制信息的交互，且在未来较长一段时间内都可以预见到这样的情况不会发生改变。现有控制方法无法实现换流站调相机、SVC与交流滤波器组的协调控制。
因此，亟需一种含调相机的特高压换流站实用化电压无功协调控制方法，基于目前特高压换流站调相机、SVC等动态无功补偿设备与直流控制保护系统间无控制信息交互的现状，可简单有效地协调控制调相机、SVC等动态无功补偿设备与由直流控制保护系统掌控的交流滤波器组。现有涉及特高压换流站中调相机与交流滤波器组协调控制的方法不多，且所提方法均将两者纳入同一控制系统或者需要两者间频繁进行控制信息的交互，如申请号为201710980422.3的中国专利文献公开了一种含调相机的换流站AVC控制策略及系统，将两者纳入同一控制系统开展协调控制；又如申请号为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，通过交流滤波器与调相机间充分交互控制信息，实现协调控制。这些方法所需要具备的条件与现状严重不符，在不增加现有特高压换流站控制系统或大幅度修改调相机控制策略与直流控制保护系统无功控制模式的前提下，无法实现两者的协调控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统，本发明基于目前特高压换流站调相机、SVC等动态无功补偿设备与直流控制保护系统间无控制信息交互的现状，能够简单有效地协调控制调相机、SVC等动态无功补偿设备与由直流控制保护系统掌控的交流滤波器组。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法，实施步骤包括：
1）保持交流滤波器组投切控制策略不变；
2）检查特高压直流换流站的直流控制保护系统中无功控制策略为电压/无功控制模式，若直流控制保护系统中无功控制策略为电压控制模式，则执行步骤3），否则若直流控制保护系统中无功控制策略为无功控制模式，则跳转执行步骤4）；
3）将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制，跳转执行步骤2）；
4）将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制，跳转执行步骤2）。
优选地，步骤3）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U g0+ΔU g/2、 U g0-ΔU g/2，调相机的无功上/下限分别为Q gmax、Q gmin，其中U g0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的调相机机端电压值，ΔU g为投/切一小组交流滤波器组对调相机机端电压的变化量，Q gmax为调相机无功出力上限，Q gmin为调相机无功出力下限；动态无功补偿设备SVC的电压给定值上/下限分别为U S0+ΔU S/2、 U S0-ΔU S/2，动态无功补偿设备SVC无功上/下限分别为Q Smax、Q Smin，其中U S0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的SVC控制目标母线电压值，ΔU S为投/切一小组交流滤波器组对SVC控制目标母线电压的变化量，Q Smax为动态无功补偿设备SVC的无功出力上限，Q Smin为动态无功补偿设备SVC的无功出力下限。
优选地，步骤4）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U gmax、U gmin，动态无功补偿设备SVC电压给定值上/下限分别为U Smax、U Smin，调相机以及动态无功补偿设备SVC的无功上/下限均分别为-Q c/2、Q c/2，其中U gmax为调相机机端电压值上限，U gmin为调相机机端电压值下限，U Smax为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值上限，U Smin为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值下限，Q c为一小组交流滤波器组对应的无功容量。
本发明还提供一种特高压直流换流站电压无功协调控制系统，包括计算机系统，所述计算机系统被编程以执行本发明特高压直流换流站电压无功协调控制方法的步骤。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明特高压直流换流站电压无功协调控制方法不改变交流滤波器组投切控制策略（直流控制保护系统无功控制策略），根据直流控制保护系统无功控制策略确定调相机、SVC控制模式与电压、无功上/下限。本发明依托特高压直流换流站现有控制模式与基本控制策略，简单有效地实现了调相机与交流滤波器组间协调控制，无需新增控制系统，也不需要改变直流控制保护系统无功控制策略与调相机现有控制模式，符合特高压换流站现状，便于实施。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例特高压直流换流站电压无功协调控制方法的实施步骤包括：
1）保持交流滤波器组投切控制策略不变，即仍按不考虑调相机、SVC的现有直流控制保护系统无功控制策略控制；
2）检查特高压直流换流站的直流控制保护系统中无功控制策略为电压/无功控制模式，若直流控制保护系统中无功控制策略为电压控制模式，则执行步骤3），否则若直流控制保护系统中无功控制策略为无功控制模式，则跳转执行步骤4）；
3）将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制，跳转执行步骤2）；
4）将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制，跳转执行步骤2）。
本实施例中，步骤3）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U g0+ΔU g/2、 U g0-ΔU g/2，调相机的无功上/下限分别为Q gmax、Q gmin，其中U g0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的调相机机端电压值，ΔU g为投/切一小组交流滤波器组对调相机机端电压的变化量，Q gmax为调相机无功出力上限（额定无功值），Q gmin为调相机无功出力下限（可长期运行最大进相值）；动态无功补偿设备SVC的电压给定值上/下限分别为U S0+ΔU S/2、 U S0-ΔU S/2，动态无功补偿设备SVC无功上/下限分别为Q Smax、Q Smin，其中U S0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的SVC控制目标母线电压值，ΔU S为投/切一小组交流滤波器组对SVC控制目标母线电压的变化量，Q Smax为动态无功补偿设备SVC的无功出力上限，Q Smin为动态无功补偿设备SVC的无功出力下限。
本实施例中，步骤4）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U gmax、U gmin，动态无功补偿设备SVC电压给定值上/下限分别为U Smax、U Smin，调相机以及动态无功补偿设备SVC的无功上/下限均分别为-Q c/2、Q c/2，其中U gmax为调相机机端电压值上限，U gmin为调相机机端电压值下限，U Smax为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值上限，U Smin为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值下限，Q c为一小组交流滤波器组对应的无功容量。
本实施例特高压直流换流站电压无功协调控制方法基于目前特高压换流站调相机、SVC等动态无功补偿设备与直流控制保护系统间无控制信息交互的现状，简单有效地协调控制调相机、SVC等动态无功补偿设备与由直流控制保护系统掌控的交流滤波器组，依托特高压直流换流站现有控制模式与基本控制策略，简单有效地实现了调相机与交流滤波器组间协调控制，无需新增控制系统，也不需要改变直流控制保护系统无功控制策略与调相机现有控制模式，符合特高压换流站现状，具有实施方便的优点。
本实施例还提供一种特高压直流换流站电压无功协调控制系统，包括计算机系统，该计算机系统被编程以执行本实施例特高压直流换流站电压无功协调控制方法的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法，其特征在于实施步骤包括：
1）保持交流滤波器组投切控制策略不变；
2）检查特高压直流换流站的直流控制保护系统中无功控制策略为电压/无功控制模式，若直流控制保护系统中无功控制策略为电压控制模式，则执行步骤3），否则若直流控制保护系统中无功控制策略为无功控制模式，则跳转执行步骤4）；
3）将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制，跳转执行步骤2）；
4）将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制，跳转执行步骤2）。
2.根据权利要求1所述的特高压直流换流站电压无功协调控制方法，其特征在于，步骤3）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按电压协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U g0+ΔU g/2、 U g0-ΔU g/2，调相机的无功上/下限分别为Q gmax、Q gmin，其中U g0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的调相机机端电压值，ΔU g为投/切一小组交流滤波器组对调相机机端电压的变化量，Q gmax为调相机无功出力上限，Q gmin为调相机无功出力下限；动态无功补偿设备SVC的电压给定值上/下限分别为U S0+ΔU S/2、 U S0-ΔU S/2，动态无功补偿设备SVC无功上/下限分别为Q Smax、Q Smin，其中U S0为直流控制保护系统中交流母线电压给定值对应的SVC控制目标母线电压值，ΔU S为投/切一小组交流滤波器组对SVC控制目标母线电压的变化量，Q Smax为动态无功补偿设备SVC的无功出力上限，Q Smin为动态无功补偿设备SVC的无功出力下限。
3.根据权利要求1所述的特高压直流换流站电压无功协调控制方法，其特征在于，步骤4）中将调相机、动态无功补偿设备SVC按无功协调控制方法控制具体是指将调相机、动态无功补偿设备SVC的控制模式设为电压控制模式且接受所属上级调度中心下发的AVC系统指令值，且调相机的电压给定值上/下限分别为U gmax、U gmin，动态无功补偿设备SVC电压给定值上/下限分别为U Smax、U Smin，调相机以及动态无功补偿设备SVC的无功上/下限均分别为-Q c/2、Q c/2，其中U gmax为调相机机端电压值上限，U gmin为调相机机端电压值下限，U Smax为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值上限，U Smin为动态无功补偿设备SVC控制目标母线电压值下限，Q c为一小组交流滤波器组对应的无功容量。
4.一种特高压直流换流站电压无功协调控制系统，包括计算机系统，其特征在于，所述计算机系统被编程以执行权利要求1～3中任意一项所述特高压直流换流站电压无功协调控制方法的步骤。
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