CN109193677B - 一种无功补偿设备的无功出力置换方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无功补偿设备的无功出力置换方法与装置，针对自动电压控制中进行无功出力调节的无功补偿设备，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间出现的无功环流，当无功环流大于无功补偿设备的死区，且在逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力，既满足了国家标准的要求，又保证了电网的稳定，避免逆变器与无功补偿设备之间不合理潮流的产生。

Description

一种无功补偿设备的无功出力置换方法与装置
技术领域
本发明属于新能源电站的电压无功自动控制技术领域，具体涉及一种无功补偿设备的无功出力置换方法与装置。
背景技术
自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)是电力系统调度部门或新能源电站运营商通过对电网运行参数的实时监测和分析计算，自动调控无功调节设备，从而实现电力系统二次频率及电压控制。AVC系统的控制目标是在满足全网安全电压约束条件的前提下实现对区域内无功潮流的优化，以期达到新能源场站的无功功率可控、电压优质、减少网损等多重目标。
根据国家标准Q_GDW 619-2011地区电网自动电压控制(AVC)技术规范及多省对于自动电压控制系统的相关技术规范，对于逆变器及SVG的调节顺序，要求如下：在电网稳态情况下，充分利用逆变器的无功调节能力来调节电压，当逆变器无功调节能力不足时，考虑SVC/SVG装置的无功调节。在保证电压合格基础上，SVC/SVG装置会预留合理的动态无功储备。当电网从故障中恢复正常后，子站通过调节逆变器的无功出力，将SVC/SVG装置已经投入的无功置换出来，使其置预留合理的动态无功储备。
发明内容
本发明的目的是提供一种无功补偿设备的无功出力置换方法与装置，用于解决现有自动电压控制中的无功补偿设备的无功出力置换问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种无功补偿设备的无功出力置换方法，包括以下方法方案：
方法方案一，包括如下步骤：
1)当无功补偿设备在自动电压控制中进行无功出力调节后，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，所述死区为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围的最大值和最小值的差值；
2)当无功环流大于无功补偿设备的死区时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小；
3)当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力。
方法方案二，在方法方案一的基础上，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向一致时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，按照步骤3)中的内容置换无功补偿设备的无功出力。
方法方案三、四，分别在方法方案一、二的基础上，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向之前，还包括判断无功补偿设备的无功出力是否在设定范围的步骤，若是，再检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向。
方法方案五、六，分别在方法方案三、四的基础上，所述设定范围为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围。
方法方案七，在方法方案一的基础上，当所述无功环流小于或等于无功补偿设备的死区时，不置换所述无功补偿设备的无功出力。
为解决上述技术问题，本发明还提出一种无功补偿设备的无功出力置换装置，包括以下装置方案：
装置方案一，包括处理器，用于处理实现以下步骤的指令：
1)当无功补偿设备在自动电压控制中进行无功出力调节后，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，所述死区为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围的最大值和最小值的差值；
2)当无功环流大于无功补偿设备的死区时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小；
3)当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力。
装置方案二，在装置方案一的基础上，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向一致时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，按照步骤3)中的内容置换无功补偿设备的无功出力。
装置方案三、四，分别在装置方案一、二的基础上，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向之前，还包括判断无功补偿设备的无功出力是否在设定范围的步骤，若是，再检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向。
装置方案五、六，分别在装置方案三、四的基础上，所述设定范围为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围。
装置方案七，在装置方案一的基础上，当所述无功环流小于或等于无功补偿设备的死区时，不置换所述无功补偿设备的无功出力。
本发明的有益效果是：
本发明针对自动电压控制中进行无功出力调节的无功补偿设备，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间出现的无功环流，当无功环流大于无功补偿设备的死区，且在逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力，既满足了国家标准的要求，又保证了电网的稳定，避免逆变器与无功补偿设备之间不合理潮流的产生。
附图说明
图1是本发明的无功补偿设备的无功出力置换方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的一种无功补偿设备的无功出力置换方法，针对在自动电压控制中进行无功出力调节的无功补偿设备，步骤如下：
在检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向之前，首先判断无功补偿设备的无功出力是否在设定范围，该设定范围为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围。若无功补偿设备的无功出力在死区范围内，再检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，判断方向是否一致，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向一致时，然后比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力，当逆变器的无功功率可调量小于或等于逆变器电压无功灵敏度时，无需置换无功补偿设备的无功出力。
当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，若大于，则比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力。
具体的，如图1所示，SVC/SVG设备的置换功能在无策略出口时自动启动，当SVC/SVG设备当前存在出力且出力不在死区边界上时，预判是否会造成设备之间不合理的无功潮流，预判逆变器是否有余力置换其出力。逆变器与SVC/SVG设备之间的不合理无功潮流是指逆变器与SVC/SVG设备的无功出力方向不一致，即在一个新能源电站中出现了站内无功环流的情况，站内的无功环流会增加不合理的线路损耗。
当逆变器有余力置换且判断不会出现不合理潮流时，用逆变器的无功出力来置换SVC/SVG设备的出力，每轮置换的无功功率大小不会引起电网的波动。
当逆变器有余力置换，但判断出逆变器与SVC/SVG之间出现不合理潮流时，判断不合理潮流是否大于SVC/SVG的死区，若大于，控制用逆变器的无功出力来置换SVC/SVG的出力，且每轮置换的无功功率大小不会引起电网的波动，置换后逆变器与SVC/SVG之间的不合理潮流会小于SVC/SVG设备的死区，即不合理潮流最小化。
由于SVC/SVG设备自身具有零漂，其出力在0附近时是不稳定的，为规避SVC/SVG设备的这种弊端，SVC/SVG设备的厂家会给控制厂家提供设备的死区值，即SVC/SVG设备的死区。
例如，一台容量为1Mvar的SVG，其死区范围为(-80,+80)kvar，其死区为160kvar，即该SVG的出力不可能处于-80kvar到+80kvar之间。若此时SVG出力为+80kvar，逆变器出力为-100kvar，即为不合理潮流180kvar大于死区160kvar，本发明的策略会启动置换策略，使SVG调至-80kvar，而逆变器调整为+60kvar，调整之后不合理潮流为140kvar，小于死区。
本发明还提出了无功补偿设备的无功出力置换装置，包括处理器，用于处理实现以下步骤的指令：
1)当无功补偿设备在自动电压控制中进行无功出力调节后，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，该死区为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围的最大值和最小值的差值；
2)当无功环流大于无功补偿设备的死区时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小；
3)当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力。
上述实施例中所指的无功出力置换装置，实际上是基于本发明方法流程的一种计算机解决方案，即一种软件构架，可以应用到换流站中，上述装置即为与方法流程相对应的处理进程。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故不再详细进行描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种无功补偿设备的无功出力置换方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)当无功补偿设备在自动电压控制中进行无功出力调节后，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，所述死区为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围的最大值和最小值的差值；
2)当无功环流大于无功补偿设备的死区时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小；
3)当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力；
检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向之前，还包括判断无功补偿设备的无功出力是否在设定范围的步骤，若是，再检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向；
所述设定范围为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围。
2.根据权利要求1所述的无功补偿设备的无功出力置换方法，其特征在于，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向一致时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，按照步骤3)中的内容置换无功补偿设备的无功出力。
3.根据权利要求1所述的无功补偿设备的无功出力置换方法，其特征在于，当所述无功环流小于或等于无功补偿设备的死区时，不置换所述无功补偿设备的无功出力。
4.一种无功补偿设备的无功出力置换装置，其特征在于，包括处理器，用于处理实现以下步骤的指令：
1)当无功补偿设备在自动电压控制中进行无功出力调节后，检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向不一致时，检测逆变器与无功补偿设备之间的无功环流，判断无功环流是否大于无功补偿设备的死区，所述死区为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围的最大值和最小值的差值；
2)当无功环流大于无功补偿设备的死区时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小；
3)当逆变器的无功功率可调量大于逆变器电压无功灵敏度时，采用逆变器的无功出力置换出无功补偿设备的无功出力；
检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向之前，还包括判断无功补偿设备的无功出力是否在设定范围的步骤，若是，再检测逆变器与无功补偿设备的无功出力方向；
所述设定范围为无功补偿设备进行无功出力调节的死区范围。
5.根据权利要求4所述的无功补偿设备的无功出力置换装置，其特征在于，当逆变器与无功补偿设备的无功出力方向一致时，比较逆变器的无功功率可调量与逆变器电压无功灵敏度的大小，按照步骤3)中的内容置换无功补偿设备的无功出力。
6.根据权利要求4所述的无功补偿设备的无功出力置换装置，其特征在于，当所述无功环流小于或等于无功补偿设备的死区时，不置换所述无功补偿设备的无功出力。
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