CN112886606A - 考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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CN112886606A CN202110119367.5A CN202110119367A CN112886606A CN 112886606 A CN112886606 A CN 112886606A CN 202110119367 A CN202110119367 A CN 202110119367A CN 112886606 A CN112886606 A CN 112886606A
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Abstract

本发明实施例公开了一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、介质和设备，通过阀侧调控，调节HVDC系统整流侧和逆变侧的直流电压的参考值，从而调节整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，进而进一步实现对整流侧和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量的调节，实现换流阀对系统的无功调控，大幅度减小交直流系统的无功交换量，并在考虑阀侧调控的基础上，通过混合无功补偿方法，提出了基于SVC与SVG容量比为调节系数的协调控制策略，使得混合系统的无功合理分配，控制电压的动态性能得到改善。采用本发明实施例，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。

Description

考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质。
背景技术
常规高压直流输电技术以其大容量、低损耗等方面的优势，在我国能源负荷配比严重不平衡的问题上起到了关键的作用。但其交流侧的大量无功与谐波问题也给电网的安全稳定运行带来了巨大的挑战。针对于常规高压直流输电系统无功功率需求和系统交流电压波动问题，近年来，现有技术通过将静止无功补偿器(Static VarCompensator，SVC)与静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)应用于常规直流输电系统的负荷补偿中，以解决电网运行中的无功补偿容量不足的问题。
SVG通常是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置，与传统的以TCR为代表的SVC装置相比，SVG的调节速度更快，运行范围宽，而且在采取多重化、多电平或PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC中使用的电抗器和电容元件要小，这将大大缩小装置的成本。SVG具有如此优越的性能，显示了动态无功补偿装置的发展方向。如果单纯使用SVG来补偿系统无功，虽然解决了快速响应的问题，但是SVG可补偿的容量普遍比较小，想获得较大容量的补偿范围，需要多平台SVG并网运行，这样成本较高。电力系统无功补偿中普遍采用的SVC分为两类，一类是磁控性，另一类为晶闸管控制，其中晶闸管控制相对磁控的来说，具有反应快速、补偿效果好、节能效果显著的特点，但是这种相对的快速比起SVG的快速补偿效果来说还有很大的差距。因此，结合SVC和SVG进行无功补偿是较为经济的一种方式。
但是现有SVG与SVC设备间缺乏协调控制，SVC和SVG无功调控方式间无功设备交互影响，设备间的耦合严重导致混合系统的电压控制效果急剧下降，其容易发生电力电子设备间的振荡问题，严重影响系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明实施例提供一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，包括以下步骤：
获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数；
根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角；
根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量；
根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值；
根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
进一步的，HVDC输电系统的阀侧调控参数包括：整流侧的无功交换值、整流侧的交流电压值、逆变侧的交流电压值、整流侧的换流阀的电压、逆变侧的换流阀的电压、直流输电线路的实际电流、直流输电线路的传输功率、逆变侧上周期熄弧角的实际值、整流侧的电容、整流侧的系统频率、整流侧的直流电流、逆变侧的直流电流和直流工程运行的极数；
HVDC输电系统的混合无功补偿参数包括：逆变侧的电压信号、逆变侧的电压有效值、逆变侧的电流信号、逆变侧的静止无功发生器的电流信号、逆变侧的静止无功补偿器的电流信号。
进一步的，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角，具体步骤为：
根据整流侧的交流电压值计算整流侧的理想空载直流电压；
根据整流侧的交流电压值、整流侧的电容和整流侧的系统频率，计算无功补偿设备容量；
根据所述整流侧的换流阀的电压、逆变侧的换流阀的电压和所述直流输电线路的实际电流，计算直流输电线路的电阻的阻抗；
根据所述整流侧的无功交换值，按照预设第一调节方法，得到整流侧的直流电压的参考微调量；
根据所述无功补偿设备容量、所述整流侧的理想空载直流电压和所述整流侧的直流电压的参考微调量，计算整流侧的直流电压参考值；
根据所述直流输电线路的传输功率和所述整流侧的直流电压参考值，计算整流侧的直流电流的参考值；
根据所述整流侧的直流电流的参考值、整流侧的直流电压参考值和直流输电线路的电阻的阻抗，计算逆变侧的直流电压的参考值；
根据所述整流侧的直流电流的参考值和所述直流输电线路的实际电流，按照预设第二调节方法，得到整流侧的换流阀的导通角；
根据所述整流侧的直流电流的参考值、所述逆变侧的直流电压的参考值、所述直流输电线路的实际电流、所述逆变侧的换流阀的电压和所述逆变侧上周期熄弧角的实际值，按照预设第三调节方法，得到逆变侧的换流阀的导通角。
进一步的，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量，具体包括：
根据所述整流侧的直流电压、所述整流侧的直流电流和直流工程运行的极数，计算整流侧传输的有功功率；
根据所述整流侧的换流阀的导通角调节整流侧的换流阀的功率因数角；
根据所述整流侧传输的有功功率和所述整流侧的换流阀的功率因数角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量；
根据逆变侧的交流电压值计算逆变侧的理想空载直流电压；
根据所述逆变侧的直流电压、所述逆变侧的直流电流和直流工程运行的极数，计算逆变侧传输的有功功率；
根据所述逆变侧的换流阀的导通角调节逆变侧的换流阀的功率因数角；
根据所述逆变侧传输的有功功率和所述逆变侧的换流阀的功率因数角，调节逆变侧的交直流系统之间的无功交换量。
进一步的，所述根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，具体步骤为：
通过锁相环技术计算逆变侧的电压的锁相环角度；
根据所述逆变侧的电压的锁相环角度、所述逆变侧的电流信号、所述逆变侧的静止无功发生器的电流信号和所述逆变侧的静止无功补偿器的电流信号，采用预设变换方法，得到逆变侧的电流无功电流值；
获取HVDC系统总无功缺失量的参考值、静止无功发生器的最大无功补偿容量和静止无功补偿器的最大无功补偿容量；
以所述静止无功发生器的最大无功补偿容量和所述静止无功补偿器的最大无功补偿容量的比值作为调节系数，根据所述HVDC系统总无功缺失量的参考值，计算所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值。
进一步的，所述根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿，具体为：
获取逆变侧的静止无功发生器的无功电流值和逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值；
根据所述逆变侧的静止无功发生器的无功电流值、所述逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设第四调节方法，对HVDC系统进行无功补偿。
本发明实施例还提供了一种考虑阀侧调控的混合无功补偿装置，包括：
参数获取装置，用于获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数；
导通角获取装置，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角；
无功交换量调节装置，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量；
无功电流参考值计算装置，用于根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值；
系统无功补偿装置，用于根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法。
本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质，通过阀侧调控，调节HVDC系统整流侧和逆变侧的直流电压的参考值，从而调节整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，进而进一步实现对整流侧和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量的调节，实现换流阀对系统的无功调控，大幅度减小交直流系统的无功交换量，在不使用额外设备的基础上提升系统运行的经济性。然后在阀侧调控的基础上，通过混合无功补偿的方法，提出了基于SVC与SVG容量比为调节系数的协调控制策略，使得混合系统的无功合理分配，控制电压的动态性能得到改善。采用本发明实施例，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的混合无功补偿系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的阀侧调控的流程示意图；
图4是本发明实施例公开的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的混合无功补偿的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S6：
S1、获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数。
S2、根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角。
S3、根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量。
S4、根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值。
S5、根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
在对上述方法进行具体说明之前，首先引入混合无功补偿系统，参见图2，是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的混合无功补偿系统的结构示意图。
混合无功补偿系统主要包括晶闸管投切式电容器(Thyristor SwitchedCapacitor，TSC)、晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor，TCR)、三相电压型PWM变流器、变压器1、变压器2、驱动电路1、驱动电路2、控制器1、控制器2、SVC+SVG协调控制装置、换流阀1和换流阀2。
其中，SVC+SVG协调控制装置又被称为无功补偿装置。
晶闸管投切式电容器用于系统无功缺失时，通过导通晶闸管，补偿系统缺失的无功，所述晶闸管投切式电容器原边与晶闸管控制电抗器并联后与变压器低压侧相连；
晶闸管控制电抗器由于系统无功过补偿时，通过控制晶闸管的导通角，吸收系统中补偿过剩的无功，所述晶闸管控制电抗器原边与晶闸管投切式电容器并联后与变压器低压侧相连；
三相电压型PWM整流器的交流侧与变压器低压侧相连，直流侧连接储能电容，所述储能电容存储了经所述三相电压型PWM整流器产生的直流能量；
两台变压器高压侧均与HVDC(High Voltage Direct Current，高压直流输电)系统逆变侧相连，低压侧分别与三相电压型PWM整流器与并联后的晶闸管投切式电容器、晶闸管控制电抗器原边相连接；
驱动电路1接受所述控制器1发出的控制信号，驱动所述三相电压型PWM变流器的半导体功率器件；
驱动电路2接受所述控制器2发出的控制信号，驱动所述晶闸管投切式电容器与晶闸管控制电抗器中的半导体功率器件；
控制器1采集所述三相电压型PWM变流器的直流电压值、上层协调控制方法得到的SVG无功电流参考值Iqsvgref，分析处理后发送驱动指令给所述驱动电路1。
控制器2采集上层协调控制方法得到的SVC无功电流参考值Iqsvcref，分析处理后发送驱动指令给所述驱动电路2。
进一步的，HVDC输电系统的阀侧调控参数包括：整流侧的无功交换值Qsys、整流侧的交流电压值U1、逆变侧的交流电压值U2、整流侧的换流阀的电压Ud01meas、逆变侧的换流阀的电压Ud02meas、直流输电线路的实际电流Idmeas、直流输电线路的传输功率Pd1_order、逆变侧上周期熄弧角的实际值γmeas、整流侧的电容C、整流侧的系统频率f、整流侧的直流电流Id1、逆变侧的直流电流Id2和直流工程运行的极数n。
HVDC输电系统的混合无功补偿参数包括：逆变侧的电压信号Vabc、逆变侧的电压有效值Vrms、逆变侧的电流信号Iabc、逆变侧的静止无功发生器的电流信号ISVG、逆变侧的静止无功补偿器的电流信号ISVC。
进一步的，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角，具体步骤为：
S21、根据整流侧的交流电压值U1计算整流侧的理想空载直流电压Ud01。
S22、根据整流侧的交流电压值U1、整流侧的电容C和整流侧的系统频率f，计算无功补偿设备容量Qc。
S23、根据所述整流侧的换流阀的电压Ud01meas、逆变侧的换流阀的电压Ud02meas和所述直流输电线路的实际电流Idmeas，计算直流输电线路的电阻的阻抗Rd。
S24、根据所述整流侧的无功交换值Qsys，按照预设第一调节方法，得到整流侧的直流电压的参考微调量ΔUd01。
S25、根据所述无功补偿设备容量Qc、所述整流侧的理想空载直流电压Ud01和所述整流侧的直流电压的参考微调量ΔUd01，计算整流侧的直流电压参考值Ud01ref。
S26、根据所述直流输电线路的传输功率Pd1_order和所述整流侧的直流电压参考值Ud01ref，计算整流侧的直流电流的参考值Idref。
S27、根据所述整流侧的直流电流的参考值Idref、整流侧的直流电压参考值Ud01ref和直流输电线路的电阻的阻抗Rd，计算逆变侧的直流电压的参考值Ud02ref。
S28、根据所述整流侧的直流电流的参考值Idref和所述直流输电线路的实际电流Idmeas，按照预设第二调节方法，得到整流侧的换流阀的导通角。
S29、根据所述整流侧的直流电流的参考值Idref、所述逆变侧的直流电压的参考值Ud02ref、所述直流输电线路的实际电流Idmeas、所述逆变侧的换流阀的电压Ud02meas和所述逆变侧上周期熄弧角的实际值γmeas，按照预设第三调节方法，得到逆变侧的换流阀的导通角。
其中，步骤S21的具体计算公式为：
Figure BDA0002921429090000111
步骤S22的具体计算公式为：
Figure BDA0002921429090000112
步骤S23的具体计算公式为：
Figure BDA0002921429090000113
步骤S24具体为：
设定0为整流侧的无功交换量的参考值，以整流侧的无功交换值Qsys为反馈值，经PI控制器调节并限幅后，得到整流侧的直流电压的参考微调量ΔUd01。
步骤S25具体为：
根据能量守恒定律，在直流系统运行时，换流母线无功功率必须平衡，满足：
Qsys＝Qd-Qc
其中，Qd为换流阀的无功消耗量。
由上式可知，通过调节换流器的无功消耗量Qd可以改变换流站与交流系统的无功交换量Qsys，现以整流侧为例开展讨论，假定目标整流器无功交换量Qsys1＝0，则此时Qd1＝Qc，根据直流输电线路的传输功率Pd1_order，在该功率水平下已投入的无功补偿设备总无功量为Qc，得到整流侧的直流电压参考值为：
Figure BDA0002921429090000114
其中，一个换流站可能包括多个换流阀。
步骤S26的具体计算公式为：
Figure BDA0002921429090000121
步骤S27的具体计算公式为：
Ud02ref＝Ud01ref-IdrefRd
步骤S28具体为：
将整流侧的直流电流的参考值Idref作为给定值，将直流输电线路的实际电流Idmeas作为反馈值，经过PI控制器控制后，输出整流侧的换流阀的导通角。
其中，PI控制器调节具体的原理是：通过计算参考值与实际值之间的差值，经过PI控制器调节控制之后即可输出相适应的导通角大小。
步骤S29具体为：
常规直流输电系统的最小熄弧角有限制条件，取逆变侧的熄弧角为15度，将整流侧的直流电流的参考值Idref、逆变侧的直流电压的参考值Ud02ref和逆变侧的熄弧角15度作为给定值，分别以直流输电线路的实际电流Idmeas、逆变侧的换流阀的电压Ud02meas和逆变侧上周期熄弧角的实际值γmeas作为反馈量，经PI控制器调节后，比较三者输出的最大值，作为逆变侧的换流阀的导通角。
进一步的，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量，具体包括：
S31、根据所述整流侧的直流电压Ud1、所述整流侧的直流电流Id1和直流工程运行的极数n，计算整流侧传输的有功功率Pd1；
S32、根据所述整流侧的换流阀的导通角调节整流侧的换流阀的功率因数角
Figure BDA0002921429090000122
S33、根据所述整流侧传输的有功功率Pd1和所述整流侧的换流阀的功率因数角
Figure BDA0002921429090000131
调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量Qd1；
S34、根据逆变侧的交流电压值U2计算逆变侧的理想空载直流电压Ud02；
S35、根据所述逆变侧的直流电压Ud2、所述逆变侧的直流电流Id2和直流工程运行的极数n，计算逆变侧传输的有功功率Pd2；
S36、根据所述逆变侧的换流阀的导通角调节逆变侧的换流阀的功率因数角
Figure BDA0002921429090000132
S37、根据所述逆变侧传输的有功功率Pd2和所述逆变侧的换流阀的功率因数角
Figure BDA0002921429090000133
调节逆变侧的交直流系统之间的无功交换量Qd2。
根据能量守恒定律，在直流系统运行时，换流母线无功功率必须平衡，满足：
Qsys＝Qd-Qc
其中，Qd为换流阀的无功消耗量，Qd1为整流侧的换流阀的无功消耗量，Qd2为逆变侧的换流阀的无功消耗量。
步骤S31和S35的具体计算公式为：
Pd1＝nUd1Id1
Pd2＝nUd2Id2
步骤S32和S36具体为：
Figure BDA0002921429090000134
Figure BDA0002921429090000135
整流侧的换流阀的无功消耗量Qd1和逆变侧的换流阀的无功消耗量Qd2为：
Figure BDA0002921429090000136
Figure BDA0002921429090000141
当直流系统空载时，整流侧理想空载直流电压为：
Figure BDA0002921429090000142
步骤S34具体为：
逆变侧理想空载直流电压为：
Figure BDA0002921429090000143
步骤S33和步骤S37具体为：
整流侧的交直流系统之间的无功交换量Qd1为：
Figure BDA0002921429090000144
逆变侧的交直流系统之间的无功交换量Qd2为：
Figure BDA0002921429090000145
由上式可知，在整流侧的理想空载直流电压Ud01不变的情况下，调整整流侧直流电压Ud1，就可以改变整流侧的交直流系统之间的无功交换量Qd1。
在逆变侧的理想空载直流电压Ud02不变的情况下，调整逆变侧直流电压Ud2，就可以改变逆变侧的交直流系统之间的无功交换量Qd2。
综上所述，参见图3，是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的阀侧调控的流程示意图，通过阀侧调控，调节HVDC系统整流侧和逆变侧的直流电压的参考值，从而调节整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，进而进一步实现对整流侧和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量的调节，实现换流阀对系统的无功调控，大幅度减小交直流系统的无功交换量，在不使用额外设备的基础上提升系统运行的经济性。
进一步的，所述根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，具体步骤为：
S41、通过锁相环技术计算逆变侧的电压的锁相环角度θ；
S42、根据所述逆变侧的电压的锁相环角度θ、所述逆变侧的电流信号Iabc、所述逆变侧的静止无功发生器的电流信号ISVG和所述逆变侧的静止无功补偿器的电流信号ISVC，采用预设变换方法，得到逆变侧的电流无功电流值Iqsys。
S43、获取HVDC系统总无功缺失量的参考值Iqsyssum、静止无功发生器的最大无功补偿容量QCSVG_max和静止无功补偿器的最大无功补偿容量QCSVC_max。
S44、以所述静止无功发生器的最大无功补偿容量QCSVG_max和所述静止无功补偿器的最大无功补偿容量QCSVC_max的比值作为调节系数，根据所述HVDC系统总无功缺失量的参考值Iqsyssum，计算所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值Iqsvgref和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值Iqsvcref。
其中，步骤S42中所述的预设变换方法是指派克变换。
在步骤S43中，HVDC系统总无功缺失量的参考值Iqsyssum的获取方法具体为：
设定1为逆变侧的电压有效值Vrms的目标值，逆变侧的电压有效值Vrms作为反馈量，在同步旋转坐标系下进行PI控制器控制，并将调控得到的值与所述电网电流无功分量Iqsys结合获得HVDC系统总无功缺失量的参考值Iqsyssum；
步骤S44具体为：
由系统配置静止无功发生器的最大无功补偿容量QCSVG_max和静止无功补偿器的最大无功补偿容量QCSVC_max。
并以所述静止无功发生器的最大无功补偿容量QCSVG_max和所述静止无功补偿器的最大无功补偿容量QCSVC_max的比值作为调节系数，计算所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值Iqsvgref和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值Iqsvcref。
由于SVC和SVG本身并不是一个理想的电压调节器，而是允许输出电压随着输出电流成一定比例变化，即调差系数K，定义如下：
Figure BDA0002921429090000161
式中，ΔU为无功补偿装置输出电压的幅值增量，ΔI为无功补偿装置输出电流的幅值增量。
则无功补偿装置的电压参考值调整为下式：
Uref′＝Uref+KIQ
式中，Uref′为装置实际电压的参考值，Uref为直流系统交流母线电压的参考值，IQ为无功补偿装置输出补偿电流值。
在混合无功补偿系统中，SVC和SVG的参考电压值相同，斜率不同，则U-I特性曲线公式表示为：
Figure BDA0002921429090000162
式中，kSVC和kSVG分别为SVC和SVG的U-I特性曲线的斜率值，Iqsvcref和Iqsvgref分别为SVC和SVG的输出电流的参考值。
根据混合系统中SVC与SVG的U-I特性曲线公式可知，无功补偿装置输出电流与本身的U-I特性曲线斜率值相关，可以分别计算在一定的电压要求下需要的输出电流值Iqsvcref和Iqsvgref。在要求补偿电压一致的情况下可以得到如下结果：
Figure BDA0002921429090000171
无功补偿装置输出电流值与二者U-I特性曲线的斜率成反比，因此可通过合理的设置斜率值，实现装置间无功补偿量的合理分配。
SVC和SVG的U-I特性曲线斜率取值原则为斜率比值与二者最大补偿容量成反比，综合考虑各自允许的补偿电压波动范围，可将斜率控制在1％～5％内进行反比选取得。
Figure BDA0002921429090000172
最后结合上部分计算得到的kSVC和kSVG，并考虑到SVG与SVC的无功电流输出需要满足系统的总无功缺失量，如下式所示，计算SVG与SVC所需输出的无功电流的参考值Iqsvcref和Iqsvgref。
Iqsvcref+Iqsvgref＝Iqsysum
进一步的，所述根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿，具体为：
获取逆变侧的静止无功发生器的无功电流值Iqsvg和逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值Iqsvc；
根据所述逆变侧的静止无功发生器的无功电流值Iqsvg、所述逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值Iqsvc、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值Iqsvgref和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值Iqsvcref，按照预设第四调节方法，对HVDC系统进行无功补偿。
具体的，以Iqsvg和Iqsvc作为反馈值，以Iqsvgref和Iqsvcref作为参考值，在同步旋转坐标系下进行PI控制器闭环控制后，分别给SVG和SVC提供调制信号，控制其开关器件的导通与断开，实现对HVDC系统的无功补偿，且补偿目标为电网电压有效值达到1，若此时电网侧电压低于实际需要，则需要继续增加无功输出量，直到电网侧电压满足要求。
综上所述，参见图4，是本发明实施例公开的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法的混合无功补偿的流程示意图，通过混合无功补偿方法，由一组TCR+TSC型SVC系统与一组SVG系统组合成混合无功补偿系统，考虑到HVDC换流站配置的SVC和SVG无功调控方式间，无功设备交互影响，无功出力交互耦合的问题，基于系统将容量的差异性，提出了一种基于容量配比的SVC+SVG协调控制方法，通过合理的分配SVC与SVG的无功出力，实现SVC与SVG无功出力的合理配置，实现SVC与SVG装置之间的无功解耦。以SVC与SVG型混合无功补偿系统作为研究对象，为了更加平滑的对系统无功进行补偿，实现混合系统对HVDC系统无功的合理分配，提高系统的稳定性和运行性能，提出了基于SVC与SVG容量比为调节系数的协调控制策略，使得混合系统的无功合理分配，控制电压的动态性能得到改善。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，通过阀侧调控，调节HVDC系统整流侧和逆变侧的直流电压的参考值，从而调节整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，进而进一步实现对整流侧和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量的调节，实现换流阀对系统的无功调控，大幅度减小交直流系统的无功交换量，在不使用额外设备的基础上提升系统运行的经济性。在阀侧调控的基础上，通过混合无功补偿的方法，提出了基于SVC与SVG容量比为调节系数的协调控制策略，使得混合系统的无功合理分配，控制电压的动态性能得到改善。采用本发明实施例，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。
参见图5，是本发明实施例提供的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿装置的结构示意图，包括：
参数获取装置51，用于获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数；
导通角获取装置52，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角；
无功交换量调节装置53，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量；
无功电流参考值计算装置54，用于根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值；
系统无功补偿装置55，用于根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿装置，通过参数获取装置51获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数，通过导通角获取装置52获取系统的整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，通过无功交换量调节装置53调节整流侧的逆变侧的交直流系统之间的无功交换量，通过无功电流参考值计算装置54计算SVC和SVG需要输出的无功电流的参考值，通过系统无功补偿装置55实现对HVDC输电系统进行无功补偿。采用本发明实施例，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。
参见图6，是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。该实施例的终端设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序。所述处理器60执行所述计算机程序时实现上述各个考虑阀侧调控的混合无功补偿方法实施例中的步骤。或者，所述处理器60执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备6中的执行过程。
所述终端设备6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备6可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备6还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器60是所述终端设备6的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备6的各个部分。
所述存储器61可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器60通过运行或执行存储在所述存储器61内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器61内的数据，实现所述终端设备6的各种功能。所述存储器61可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器61可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述终端设备6集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器60执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的车辆充电状态的指示方法。
综上所述，本发明实施例公开了一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法、装置、设备及介质，通过阀侧调控，调节HVDC系统整流侧和逆变侧的直流电压的参考值，从而调节整流侧和逆变侧的换流阀的导通角，进而进一步实现对整流侧和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量的调节，实现换流阀对系统的无功调控，大幅度减小交直流系统的无功交换量，在不使用额外设备的基础上提升系统运行的经济性。然后在阀侧调控的基础上，通过混合无功补偿的方法，提出了基于SVC与SVG容量比为调节系数的协调控制策略，使得混合系统的无功合理分配，控制电压的动态性能得到改善。采用本发明实施例，能够解决现有常规直流输电系统的无功缺失问题，提高电力系统运行的稳定性。
以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数；
根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角；
根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量；
根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值；
根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
2.根据权利要求1所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，HVDC输电系统的阀侧调控参数包括：整流侧的无功交换值、整流侧的交流电压值、逆变侧的交流电压值、整流侧的换流阀的电压、逆变侧的换流阀的电压、直流输电线路的实际电流、直流输电线路的传输功率、逆变侧上周期熄弧角的实际值、整流侧的电容、整流侧的系统频率、整流侧的直流电流、逆变侧的直流电流和直流工程运行的极数；
HVDC输电系统的混合无功补偿参数包括：逆变侧的电压信号、逆变侧的电压有效值、逆变侧的电流信号、逆变侧的静止无功发生器的电流信号、逆变侧的静止无功补偿器的电流信号。
3.根据权利要求2所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角，具体步骤为：
根据整流侧的交流电压值计算整流侧的理想空载直流电压；
根据整流侧的交流电压值、整流侧的电容和整流侧的系统频率，计算无功补偿设备容量；
根据所述整流侧的换流阀的电压、逆变侧的换流阀的电压和所述直流输电线路的实际电流，计算直流输电线路的电阻的阻抗；
根据所述整流侧的无功交换值，按照预设第一调节方法，得到整流侧的直流电压的参考微调量；
根据所述无功补偿设备容量、所述整流侧的理想空载直流电压和所述整流侧的直流电压的参考微调量，计算整流侧的直流电压参考值；
根据所述直流输电线路的传输功率和所述整流侧的直流电压参考值，计算整流侧的直流电流的参考值；
根据所述整流侧的直流电流的参考值、整流侧的直流电压参考值和直流输电线路的电阻的阻抗，计算逆变侧的直流电压的参考值；
根据所述整流侧的直流电流的参考值和所述直流输电线路的实际电流，按照预设第二调节方法，得到整流侧的换流阀的导通角；
根据所述整流侧的直流电流的参考值、所述逆变侧的直流电压的参考值、所述直流输电线路的实际电流、所述逆变侧的换流阀的电压和所述逆变侧上周期熄弧角的实际值，按照预设第三调节方法，得到逆变侧的换流阀的导通角。
4.根据权利要求3所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，所述根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量，具体包括：
根据所述整流侧的直流电压、所述整流侧的直流电流和直流工程运行的极数，计算整流侧传输的有功功率；
根据所述整流侧的换流阀的导通角调节整流侧的换流阀的功率因数角；
根据所述整流侧传输的有功功率和所述整流侧的换流阀的功率因数角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量；
根据逆变侧的交流电压值计算逆变侧的理想空载直流电压；
根据所述逆变侧的直流电压、所述逆变侧的直流电流和直流工程运行的极数，计算逆变侧传输的有功功率；
根据所述逆变侧的换流阀的导通角调节逆变侧的换流阀的功率因数角；
根据所述逆变侧传输的有功功率和所述逆变侧的换流阀的功率因数角，调节逆变侧的交直流系统之间的无功交换量。
5.根据权利要求2所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，所述根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，具体步骤为：
通过锁相环技术计算逆变侧的电压的锁相环角度；
根据所述逆变侧的电压的锁相环角度、所述逆变侧的电流信号、所述逆变侧的静止无功发生器的电流信号和所述逆变侧的静止无功补偿器的电流信号，采用预设变换方法，得到逆变侧的电流无功电流值；
获取HVDC系统总无功缺失量的参考值、静止无功发生器的最大无功补偿容量和静止无功补偿器的最大无功补偿容量；
以所述静止无功发生器的最大无功补偿容量和所述静止无功补偿器的最大无功补偿容量的比值作为调节系数，根据所述HVDC系统总无功缺失量的参考值，计算所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值。
6.根据权利要求5所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法，其特征在于，所述根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿，具体为：
获取逆变侧的静止无功发生器的无功电流值和逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值；
根据所述逆变侧的静止无功发生器的无功电流值、所述逆变侧的静止无功补偿器的无功电流值、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设第四调节方法，对HVDC系统进行无功补偿。
7.一种考虑阀侧调控的混合无功补偿装置，其特征在于，包括：
参数获取装置，用于获取HVDC输电系统的阀侧调控参数和混合无功补偿参数；
导通角获取装置，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数得到整流侧的换流阀的导通角和逆变侧的换流阀的导通角；
无功交换量调节装置，用于根据所述HVDC输电系统的阀侧调控参数、所述整流侧的换流阀的导通角和所述逆变侧的换流阀的导通角，调节整流侧的交直流系统之间的无功交换量和逆变侧的交直流系统之间的无功交换量；
无功电流参考值计算装置，用于根据所述混合无功补偿参数计算静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值；
系统无功补偿装置，用于根据所述混合无功补偿参数、所述静止无功发生器需要输出的无功电流的参考值和所述静止无功补偿器需要输出的无功电流的参考值，按照预设的控制方法，对HVDC输电系统进行无功补偿。
8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的一种考虑阀侧调控的混合无功补偿方法。
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