CN109586317A - 一种新的无功补偿装置控制策略 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新的无功补偿装置控制策略，在交流滤波器小组检修时，仅仅检修小组处于无功控制不可用状态，不参与无功控制，其余无功补偿设备还参与无功控制器的自动模式选择；并且在运行人员SCADA系统实现挂牌检修功能，检修设备可设置醒目的“检修中”的挂牌指示标志。这种方法大大提高了换流站无功补偿装置的可用率，且减少了运行人员的工作量，消除人为操作失误引起的系统及设备故障隐患，保证了直流系统的可靠运行。

Description

一种新的无功补偿装置控制策略

技术领域

本发明涉及直流输电控制保护技术领域，特别涉及一种新的无功补偿装置控制策略。

背景技术

采用12脉动换流器的特高压直流工程运行方式灵活多变，致使其换流站无功功率的消耗亦经常变化。由于无功功率的需求和补偿不平衡，会引起交流电压的波动，对电力系统具有很大的影响。因此，保证直流输电系统无功补偿合理、控制策略得当，已成为特高压控制保护系统需要解决的关键问题。换流站中配置不同类型的交流滤波器组、低压电抗等设备作为无功补偿装置。无功功率控制器功能是控制全站无功补偿装置，保证在任何给定的直流系统输送功率水平下，对任何直流系统运行方式，提供最优的无功补偿设备组合。

无功功率器类型及控制优先级：

1)Over voltage control(交流过电压控制)

2)Abs min filter(绝对最小滤波器)

3)U_Maximum/U_Minimum(交流母线电压控制)

4)Q_Maximum(最大无功控制)

5)Min filter(最小滤波器)

6)Q_control/U_control(无功控制/电压控制)

无功功率控制器有两种控制方式，即自动和手动。在自动控制方式下，各站的无功功率/交流母线电压控制器能自动控制该站全部发出无功或吸收无功的设备。上述几种无功控制器能协调控制交流滤波器的投切、并联电容器及并联电抗器的投切，换流变分接头的调节，必要时还可以控制直流系统吸收的无功，这些控制作用相互协调，以保证最佳无功补偿效果。在手动运行方式下，部分低优先级的无功控制器的部分输出将失去作用，交流母线电压和无功功率的控制将转为手动，由换流站运行人员通过SCADA系统手动进行操作。

运行人员SCADA系统是换流站运行人员的人机界面和站监控数据收集系统的重要部分。它主要完成运行以下几项功能：

1)运行人员对换流站设备主要设备的正常的运行监视和操作指令下发；

2)完成故障或异常工况的监视和处理；

3)全站事件顺序记录和事件报警；

4)全站二次系统的同步和对时；

5)直流控制系统参数的调整；历史数据归档。

运行人员SCADA系统在人机界面上可设置无功功率控制的以下参数：

1)换流站与交流系统的无功交换限制范围；

2)定值调节界面，便于运行人员调节无功功率控制的定值；

3)无功控制器的自动/手动模式选择

4)滤波器分支操作

为了便于交流滤波器小组等无功补偿设备的维护，提供了无功控制器手动模式，运行人员可以选择交流滤波器组、滤波器小组和无功补偿组单独进行手动投切操作，打开交流滤波器小组隔刀，使其退出无功自动控制。但由于换流站中无功补偿装置数量及种类较多，目前无功控制器的自动/手动模式在运行人员SCADA系统在人机界面中是统一对所有的交流滤波器组来进行设定的。当单个滤波器小组故障需要检修时，需将全站交流滤波器无功控制模式打到手动状态，手动拉开故障小组断路器。在将全站无功控制打到手动模式时，部分低优先级的无功控制器的部分输出将失去作用，交流母线电压或无功功率的控制将转为手动，仅仅依靠换流站运行人员手动投切交流滤波器小组。

目前这种策略对运行人员业务水平要求较高，且单个小组滤波器小组检修，全站交流滤波器小组全转化为手动模式，增加运行风险，还会因人为操作不当造成直流停运及设备损坏。另一方面，此策略在手动模式下也无法保证无功控制的最优化，不利于直流系统运行。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种新的无功补偿装置控制策略，在交流滤波器小组检修时，仅仅检修小组处于无功控制不可用状态，不参与无功控制，其余无功补偿设备还参与无功控制器的自动模式选择；并且在运行人员SCADA系统实现挂牌检修功能，检修设备可设置醒目的“检修中”的挂牌指示标志。这种方法大大提高了换流站无功补偿装置的可用率，且减少了运行人员的工作量，消除人为操作失误引起的系统及设备故障隐患，保证了直流系统的可靠运行。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种新的无功补偿装置控制策略，所述的无功补偿装置包括多组滤波器小组，所述的无功补偿装置还设有SCADA系统的上位机的监控操作界面，所述的新的无功补偿装置控制策略包括如下步骤：

步骤一、在无功补偿装置SCADA系统的上位机的监控操作界面中增加滤波器检修界面；

步骤二、在所述的滤波器检修界面中，对无功补偿装置的每组滤波器小组均设计有检修操作按钮，当滤波器小组被按下检修操作按钮时，正在自动运行的无功补偿装置下位控制器接到上位机的指令执行动作，将此滤波器小组设为不可用状态，此时此滤波器小组不参与无功补偿的自动投切过程；

步骤三，在检修进行时，在所述的滤波器检修界面中对应的滤波器小组的位置上，显示醒目的“检修中”挂牌指示标志；

步骤四、当检修完成后，无功补偿装置的SCADA系统检测如下四个信号的状态：

1)滤波器小组的大组连接状态，连接好为1，否则为0；

2)滤波器小组的断路器合闸允许状态，允许合闸为1，否则为0；

3)滤波器小组隔离刀是否为合位，是合位为1，否则为0；

4)运行人员检修状态，检修投入为0，检修退出为1；

当上述四个状态信号全部为1时，才允许滤波器小组进入无功补偿装置的自动运行可用状态，此时此检修后的滤波器小组参与无功补偿装置的自动投切过程。

所述的步骤四中的第1)状态信号：滤波器小组的大组连接状态由如下两个状态条件决定：

1)滤波器小组的大组进线开关是否合位，合位为1，否则为0；

2)滤波器小组的大组母线是否有电压，有电压为1，否则为0；

当以上两个状态信号有一个是1时，则判断滤波器小组的大组连接状态为连接好状态。

所述的步骤四中的第4)状态信号：运行人员检修状态由以下两个状态条件决定：

1)运行人员下发的检修投入信号，下发为1，否则为0；

2)运行人员下发的检修退出信号，下发为1，否则为0；

由上述第1)状态信号为RS触发器的置位端R，由上述第2)状态信号为RS触发器的复位端S，RS触发器的反向输出端为所述的运行人员检修状态的信号输出端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在直流输电适合换流站中所有的交流滤波器小组进行检修操作指令参与无功控制策略。当运行人员SCADA系统的交流滤波器小组处于检修状态投入时，无功控制系统不在以开关变位和电流值等对该滤波器小组状态进行判断，该交流滤波器小组直接处于不可用状态，退出无功自动控制模式，消除交流滤波器小组在手动检修状态对全站无功系统的影响。这种方法大大提高了换流站无功补偿装置的可用率，且减少了运行人员的工作量，消除人为操作失误引起的系统及设备故障隐患，保证了直流系统的可靠运行。

2、本发明的控制策略在检修时不影响无功补偿装置的自动运行状态；在交流滤波器小组检修时，仅仅检修小组处于无功控制不可用状态，不参与无功控制，其余无功补偿设备还参与无功控制器的自动模式选择；

3、检修设备可设置醒目的“检修中”的挂牌指示标志，当设备处于检修状态时，通过挂牌检修标志，准确的通知运行人员设备位置及状态，防止人为误操作风险，提高系统运行可靠性。

附图说明

图1是本发明的运行人员SCADA系统的无功监视、操作界面；

图2是本发明的运行人员SCADA系统的挂牌检修示意图；

图3是本发明的交流滤波器小组进行检修投入/退出操作指令参与无功控制策略原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

针对目前换流站单个滤波器小组故障需要检修时，需将全站交流滤波器无功控制模式打到手动状态，手动拉开故障小组断路器，容易人为操作失误引起的系统及设备故障隐患等问题，不能满足直流无功可靠运行。本发明通过增加SCADA系统的所有交流滤波器小组处于检修操作界面，从而达到快速完成升级设备更换目的。

一种新的无功补偿装置控制策略，所述的无功补偿装置包括多组滤波器小组，所述的无功补偿装置还设有SCADA系统的上位机的监控操作界面，所述的新的无功补偿装置控制策略包括如下步骤：

步骤一、如图1所示，在无功补偿装置SCADA系统的上位机的监控操作界面中增加滤波器检修界面；

步骤二、如图1所示，在所述的滤波器检修界面中，对无功补偿装置的每组滤波器小组均设计有检修操作按钮，当滤波器小组被按下检修操作按钮时，正在自动运行的无功补偿装置下位控制器接到上位机的指令执行动作，将此滤波器小组设为不可用状态，此时此滤波器小组不参与无功补偿的自动投切过程；

步骤三，如图2所示，在检修进行时，在所述的滤波器检修界面中对应的滤波器小组的位置上，显示醒目的“检修中”挂牌指示标志；

步骤四、如图3所示，当检修完成后，无功补偿装置的SCADA系统检测如下四个信号的状态：

5)滤波器小组的大组连接状态，连接好为1，否则为0；

6)滤波器小组的断路器合闸允许状态，允许合闸为1，否则为0；

7)滤波器小组隔离刀是否为合位，是合位为1，否则为0；

8)运行人员检修状态，检修投入为0，检修退出为1；

当上述四个状态信号全部为1时，才允许滤波器小组进入无功补偿装置的自动运行可用状态，此时此检修后的滤波器小组参与无功补偿装置的自动投切过程。

所述的步骤四中的第1)状态信号：滤波器小组的大组连接状态由如下两个状态条件决定：

3)滤波器小组的大组进线开关是否合位，合位为1，否则为0；

4)滤波器小组的大组母线是否有电压，有电压为1，否则为0；

当以上两个状态信号有一个是1时，则判断滤波器小组的大组连接状态为连接好状态。

所述的步骤四中的第4)状态信号：运行人员检修状态由以下两个状态条件决定：

3)运行人员下发的检修投入信号，下发为1，否则为0；

4)运行人员下发的检修退出信号，下发为1，否则为0；

由上述第1)状态信号为RS触发器的置位端R，由上述第2)状态信号为RS触发器的复位端S，RS触发器的反向输出端为所述的运行人员检修状态的信号输出端。

本方案在效果及实现方法上，具有成本低，易于实现等特点。目前，采用无功补偿装置检修状态参与无功控制的方法，只需运行人员SCADA系统在人机界面中增加滤波器检修操作界面，并在选择操作完成后，在交流滤波器的监控界面中，对应小组出现有醒目的“检修中”的挂牌指示标志，并把交流滤波器小组进行检修投入/退出操作指令参与无功控制策略,即可解决消除交流滤波器小组在手动检修状态的手/自动模式，对全站无功系统的影响。目前这种设备检修状态在SCADA系统增加检修界面及参与无功控制器控制优化实现方法已在换流站得到实验验证，可有效解决设备检修对全站无功控制的影响。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (3)

1.一种新的无功补偿装置控制策略，所述的无功补偿装置包括多组滤波器小组，所述的无功补偿装置还设有SCADA系统的上位机的监控操作界面，其特征在于，所述的新的无功补偿装置控制策略包括如下步骤：

步骤一、在无功补偿装置SCADA系统的上位机的监控操作界面中增加滤波器检修界面；

步骤二、在所述的滤波器检修界面中，对无功补偿装置的每组滤波器小组均设计有检修操作按钮，当滤波器小组被按下检修操作按钮时，正在自动运行的无功补偿装置下位控制器接到上位机的指令执行动作，将此滤波器小组设为不可用状态，此时，无功控制装置不再以开关变位和电流值等对此滤波器小组状态进行判断，此滤波器小组直接处于不可用状态，此滤波器小组退出无功自动控制模式，不参与无功补偿的自动投切过程；

步骤三，在检修进行时，在所述的滤波器检修界面中对应的滤波器小组的位置上，显示醒目的“检修中”挂牌指示标志；

步骤四、当检修完成后，无功补偿装置的SCADA系统检测如下四个信号的状态：

1)滤波器小组的大组连接状态，连接好为1，否则为0；

2)滤波器小组的断路器合闸允许状态，允许合闸为1，否则为0；

3)滤波器小组隔离刀是否为合位，是合位为1，否则为0；

4)运行人员检修状态，检修投入为0，检修退出为1；

当上述四个状态信号全部为1时，才允许滤波器小组进入无功补偿装置的自动运行可用状态，此时此检修后的滤波器小组参与无功补偿装置的自动投切过程。

2.根据权利要求1所述的一种新的无功补偿装置控制策略，其特征在于，所述的步骤四中的第1)状态信号：滤波器小组的大组连接状态由如下两个状态条件决定：

1)滤波器小组的大组进线开关是否合位，合位为1，否则为0；

2)滤波器小组的大组母线是否有电压，有电压为1，否则为0；

当以上两个状态信号有一个是1时，则判断滤波器小组的大组连接状态为连接好状态。

3.根据权利要求1所述的一种新的无功补偿装置控制策略，其特征在于，所述的步骤四中的第4)状态信号：运行人员检修状态由以下两个状态条件决定：

1)运行人员下发的检修投入信号，下发为1，否则为0；

2)运行人员下发的检修退出信号，下发为1，否则为0；

由上述第1)状态信号为RS触发器的置位端R，由上述第2)状态信号为RS触发器的复位端S，RS触发器的反向输出端为所述的运行人员检修状态的信号输出端。