CN109193736B - 一种应用于直流换流站的statcom自适应电压控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，该方法获取交流母线电压的当前时刻所属电压周期；调取所述当前时刻所属电压周期的前N个电压周期；对所述前N个电压周期进行筛选，得到至少一个目标电压周期及所述目标电压周期对应的电压有效值；对每个所述目标电压周期对应的电压有效值进行优化处理，得到每个所述目标电压周期对应的电压优化值；将所有所述目标电压周期对应的电压优化值进行求和，取平均数，得到当前时刻所属电压周期对应的电压控制指令值。该方法不仅无需用户手动给定电压目标值，也不需要提前确定反向预调节的作用时间和返回时间，提高设备运行的灵活性及STATCOM控制的准确性。

Description

一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法
技术领域
本申请涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法。
背景技术
高压直流输电(high voltage direct current，HVDC)自从20世纪50年代在电力系统中得到应用，得到了巨大的发展，成为现代电力电子技术在电力系统中最成功的应用之一。
由于HVDC换流器采用无自关断能力的普通晶闸管作为换流元件，HVDC运行需要交流系统提供换相电压以实现换相，使得HVDC的运行可靠性受两端交流电网影响。交流电网电压的波动可能导致直流换相失败，特别是在逆变侧，弱的受端交流系统抗扰动能力不强，电压波动相对较大，直流换相失败的概率远大于受端强交流系统。同时，HVDC交流滤波器的频繁投切也会对弱交流系统电压造成冲击，这就进一步加剧了交流系统电压的波动。对于直流落点相对集中的区域，其馈入直流容量较大，其交流系统也相对减弱，稍大的系统扰动有可能导致多回直流相继发生换相失败连锁故障的发生。为此，迫切需要在受端交流系统进行快速电压支撑，于是STATCOM以其快速的电压支撑能力开应用于直流工程中，特别是受端弱交流系统和直流落点相对集中的负荷密集区域电网。
STATCOM应用于直流工程，其与HVDC交流滤波器的协调控制问题一直是难以解决问题。一方面要求二者都具有无功控制和电压控制功能，控制目标可能存在冲突，另一方面是，STATCOM要抑制交流小组滤波器投切对系统造成的冲击。针对这两个问题，目前普片采用的的解决方法是，对存在冲突的控制模式(二者都定电压)，采用电压分区控制，小组滤波器投切电压冲击问题采用STATCOM定无功反向调节的方法。这两个问题的解决方法均存在一定的问题。首先，定电压分区控制需要用户手动给定电压目标值到控制系统中的，取值必须根据当前的系统条件下的系统强度和一些典型的扰动来确定的，电压控制参数设置较为困难，不利于STATCOM和直流的配合。电力系统运行状态是时刻发生变化的，需要频繁修订设备的电压参考值，这样既不能得到实时的电压参考值，影响了设备的运行效果，也降低了设备运行的灵活性，难以达到预期的效果。其次，是STATCOM反向预调节需要提前确定反向预调节的作用时间和返回时间，这两个时间也存在较大的不确定因素，导致此方法也难达到预期效果。
发明内容
本申请提供了一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，以解决现有技术中需要频繁修订设备的电压参考值，这样既不能得到实时的电压参考值，影响了设备的运行效果，也降低了设备运行的灵活性，难以达到预期的效果；并且STATCOM反向预调节需要提前确定反向预调节的作用时间和返回时间，这两个时间也存在较大的不确定因素，导致此方法也难达到预期效果的问题。
本申请提供了一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，所述方法包括：
获取交流母线电压的当前时刻所属电压周期；
调取所述当前时刻所属电压周期的前N个电压周期，N为大于1的正整数；
对所述前N个电压周期进行筛选，得到至少一个目标电压周期及所述目标电压周期对应的电压有效值，具体步骤包括：
提取所述前N个电压周期中与当前时刻相差大于或等于m个电压周期，且与初始电压周期相差大于或等于m个电压周期的电压周期，m为小于N的正整数；
将提取的电压周期确定为目标电压周期；
根据所述目标电压周期，得到所述目标电压周期对应的电压有效值；
对每个所述目标电压周期对应的电压有效值进行优化处理，得到每个所述目标电压周期对应的电压优化值，具体步骤包括：
将每个所述目标电压周期对应的电压有效值与其相邻的m个电压周期对应的电压有效值进行求和，取平均值，得到所述目标电压周期对应的电压优化值；
将所有所述目标电压周期对应的电压优化值进行求和，取平均数，得到当前时刻所属电压周期对应的电压控制指令值。
由以上技术方案可知，本申请提供一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，根据被控电压的整体变化趋势，实时调整STATCOM的定电压值，从而实现STATCOM对于被控电压瞬时波动的控制，达到电压良好跟随的目标。因此，该方法不仅无需用户手动给定电压目标值，也不需要提前确定反向预调节的作用时间和返回时间，提高设备运行的灵活性及STATCOM控制的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法的流程图。
图2为交流母线电压的当前时刻所属电压周期前5个周期的电压曲线图。
具体实施方式
本申请提供了一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，所述方法包括：
步骤11：获取交流母线电压的当前时刻所属电压周期。
步骤12：调取所述当前时刻所属电压周期的前N个电压周期，N为大于1的正整数。
N的具体取值，由用户根据实际情况自行设置。一般兼顾控制指令值的平稳性，要求不能取的太短，同时又要反应真是系统扰动对电压的影响，也不能取的太长，综合比较，一般选2s-3s，即100至150个工频周期。
步骤13：对所述前N个电压周期进行筛选，得到至少一个目标电压周期及所述目标电压周期对应的电压有效值。
具体地，上述步骤还包括如下步骤：
步骤131：提取所述前N个电压周期中与当前时刻相差大于或等于m个电压周期，且与初始电压周期相差大于或等于m个电压周期的电压周期，m为小于N的正整数。
步骤132：将提取的电压周期确定为目标电压周期。
步骤133：根据所述目标电压周期，得到所述目标电压周期对应的电压有效值。
步骤14：对每个所述目标电压周期对应的电压有效值进行优化处理，得到每个所述目标电压周期对应的电压优化值。
假设每个周波测试的电压有效值数据U(t)由确定性成分f(t)和随机性成分x(t)组成，且前者为所需的测量结果或有效信息，后者即随机起伏的测试误差或噪声，即x(t)＝e(t)，经离散化采样后，可相应的将动态测试数据写成，U(t)＝f(t)+e(t)。
为了更精确的表示测量结果，抑制随机误差e(t)的影响，常对动态测试数据U(t)做平滑和滤波。具体的说，就是对非平稳的数据U(t)，在适当的小区间上视为接近平稳的，而作某种局部平均，以减小e(t)所造成的随机起伏，而滤掉频繁起伏的随机误差。通过滑动平均后，可滤掉数据中频繁随机起伏，显示出平滑的变化趋势，同时还可得出随机误差的变化过程，从而可以估计出其统计特征量。
具体地，将每个所述目标电压周期对应的电压有效值与其相邻的m个电压周期对应的电压有效值进行求和，取平均值，得到所述目标电压周期对应的电压优化值。
例如，如图2所示，有五个目标电压周期，m取2，则
Figure GDA0003155479190000041
其中，U1为第一目标周期对应的电压有效值，U2为第二目标周期对应的电压有效值，U3为第三目标周期对应的电压有效值，U4为第四目标周期对应的电压有效值，U5为第五目标周期对应的电压有效值，U30为第三目标周期对应的电压优化值。
同理，其他目标电压周期对应的电压优化值也可采用以上方法进行计算。
步骤15：将所有所述目标电压周期对应的电压优化值进行求和，取平均数，得到当前时刻所属电压周期对应的电压控制指令值。
由以上技术方案可知，本申请提供一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，根据被控电压的整体变化趋势，实时调整STATCOM的定电压值，从而实现STATCOM对于被控电压瞬时波动的控制，达到电压良好跟随的目标。因此，该方法不仅无需用户手动给定电压目标值，也不需要提前确定反向预调节的作用时间和返回时间，提高设备运行的灵活性及STATCOM控制的准确性。

Claims (1)

1.一种应用于直流换流站的STATCOM自适应电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取交流母线电压的当前时刻所属电压周期；
调取所述当前时刻所属电压周期的前N个电压周期，N为大于1的正整数；
对所述前N个电压周期进行筛选，得到至少一个目标电压周期及所述目标电压周期对应的电压有效值,具体步骤包括：
提取所述前N个电压周期中与当前时刻相差大于或等于m个电压周期，且与初始电压周期相差大于或等于m个电压周期的电压周期，m为小于N的正整数；
将提取的电压周期确定为目标电压周期；
根据所述目标电压周期，得到所述目标电压周期对应的电压有效值；
对每个所述目标电压周期对应的电压有效值进行优化处理，得到每个所述目标电压周期对应的电压优化值，具体步骤包括：
将每个所述目标电压周期对应的电压有效值与其相邻的m个电压周期对应的电压有效值进行求和，取平均值，得到所述目标电压周期对应的电压优化值；
将所有所述目标电压周期对应的电压优化值进行求和，取平均数，得到当前时刻所属电压周期对应的电压控制指令值。
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含有STATCOM的高压直流输电系统控制方法;赵成勇等;《高电压技术》;20140831;第40卷(第8期);全文 *

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