[发明专利]一种适用于交直流混联外送电网的动态无功补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统动态无功补偿方法，特别是交直流混联外送电网的动态无功补偿方法。

背景技术

本发明使用的技术术语：

动态无功补偿装置：基于大功率电力电子元件技术，实现电力系统暂态过程中动态无功补偿的设置，例如静止无功补偿器SVC(Static Var Compensator)和静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)。

交直流混联电网：当交流电网含有直流工程的换流站时，能够实现交流电网与直流电网混合输电模式的电网。

广域测量系统(WAMS)：以同步相量测量技术为基础，以电力系统动态过程监测、分析和控制为目标的实时监控系统。

目前电力系统无功补偿装置的传统控制策略是以安装点变电站高压侧母线电压作为输入控制信号，或者引入临近线路功率等附加控制信号，向系统及时提供无功补偿，提高系统稳定水平，但是不能同时满足交直流混联电网的交流故障和直流闭锁故障对系统的无功需求。

以SVC为例，以安装点变电站高压侧母线电压作为控制输入信号，经过采样滤波(时间常数T_r1)环节(即单元或装置，下同)、超前滞后环节(时间常数T₂、T₃、T₄、T₅)、及输出环节(晶闸管输出时间常数T_s)后，输出动态无功功率至变电站低压母线。当SVC等动态无功补偿装置需要提供动态阻尼作用时，可考虑引入线路功率等附加控制信号，通过超前滞后环节，附加到V_ref信号上(附加点1)或附加到最终控制器输出环节(附加点2)。为充分发挥SVC的快速补偿特性，控制器加入暂态强补功能，即当控制点电压跌落幅度超过Δu，并且线路有功跌落幅度超过ΔP时，SVC输出最大容性无功，时间持续t秒。功能框图如图1所示。

由于无功补偿装置传统的控制策略都是引用本地电压和线路功率作为输入信号，以维持本地站点高压母线电压恒定为控制目标。然而，交直流混联电网中交流故障和直流闭锁时对动态无功补偿的需求形式不同，使得无功补偿装置的传统策略不能同时适应交流故障和直流闭锁故障对无功补偿的需求。

电网发生交流故障时，SVC等动态装置的传统控制策略可以提高系统稳定运行水平，无论无功输出是否有超前滞后环节。若无功输出没有超前滞后环节，则无功补偿装置在系统功角第一摆中即提供动态无功，提高系统暂稳能力。若无功输出含有超前滞后环节，则能在不影响系统第一摆功角大小情况下提高系统的动态稳定水平。

然而电网发生直流闭锁时的情况与交流故障不同。当直流闭锁时，由于直流滤波电容的延时退出，以及潮流的重新分布，直流近区电网电压一般会普遍升高。因此，直流闭锁后，动态无功设备不仅不会有暂态强补投运，还会释放部分感性无功，即降低系统暂态稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能同时兼顾直流和交流故障后系统的暂态、动态稳定性的适用于交直流混联外送电网的动态无功补偿控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种适用于交直流混联外送电网的动态无功补偿控制方法，包括以下步骤：

1)以安装点变电站高压侧母线电压作为动态无功补偿装置的主控制器的输入控制信号，该输入控制信号依次经过主控制器的采样单元、隔直单元、超前滞后单元以及放大单元处理后输出信号；

2)选取重要线路交流断面功率或发电机转速作为动态无功补偿装置的附加控制器的广域输入信号；

3)设定上述附加控制器的参数：