[发明专利]一种新能源外送系统的FACTS设备协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种新能源外送系统的FACTS设备协调控制方法。

背景技术

随着新疆与西北主网联网第二通道建成，将形成第一通道—第二通道—海西通道总长度接近3000公里的750千伏双环网。该通道上串有酒泉、哈密两个千万千瓦级大型风电基地和海西光伏基地。这些地区的新能源开发呈现大规模、高集中、远距离的特点，发展迅速。随着新能源大规模馈入，风功率大范围、高频度的波动造成新疆与西北联网的两个通道上潮流波动频繁，无功电压控制困难。采用常规的低压无功补偿设备无法满足频繁投切的要求，需要采用动态无功补偿设备。根据规划论证，新疆与西北联网第二通道规划装设多套容量新型FACTS装置。其中，沙州~鱼卡两回线路共配置4组线路分级式可控电抗器，每组容量390Mvar，固定容量39Mvar，可调容量351Mvar，三级可调，单级容量117Mvar；沙州站变压器第三绕组侧配置静止无功补偿器SVC（360Mvar容性，360Mvar感性）；鱼卡站母线配置330Mvar磁阀式母线可控高抗，固定容量为16.5Mvar，连续可调。

目前，750kV可控电抗器和SVC独立的控制策略国内已有研究，但多FACTS设备之间的协调控制策略在国内尚属空白。中国750kV敦煌站可控高抗示范工程是世界首套750kV风电集中送出系统应用的可控高抗工程，该工程于2012年1月5日成功投运。针对敦煌750kV可控电抗器，中国电科院系统所提出了基于无功需求增量和母线边界电压的可控电抗器内外双层控制策略，控制策略实际中应用良好，对于抑制母线电压波动、降低线路无功损耗、在暂态过程中实现母线电压动态支撑、减少站内低压无功补偿装置的动作次数和减轻站内运行压力方面作用明显。静止无功补偿器SVC作为无功补偿、抑制电压波动的有效手段，目前已广泛地应用于中、高压电网以及超高压电网中，并积累了多年的运行经验。SVC主要用于在故障后暂态过程中为电网提供紧急无功功率补偿以增强电网电压支撑以改善电网的安全稳定性，同时常态运行中提供连续的无功功率调节以抑制电压的波动。SVC一般采用基于电压的控制策略，通过连续的调节，可以维持SVC所在母线电压恒定。

新疆与西北主网联网第二通道共装设5套750kV可控高抗、1套66kV SVC，是世界上首次在750kV输电系统集中应用新型大容量FACTS设备。实现可控高抗群之间的协调优化控制、可控高抗与SVC之间的协调优化控制，对于有效抑制由于新能源波动造成的二通道输电系统无功电压频繁波动非常关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种新能源外送系统的FACTS设备协调控制方法，分为内层控制、外层控制和最外层控制，其中，最外层控制优先级高于外层控制，外层控制优先级高于内层控制。内层控制保证变电站电压能精确控制在某个值或某个范围内，外层控制和最外层控制在系统出现大扰动时提供紧急无功支撑，保证变电站电压能够迅速恢复至允许范围内。三层电压控制结合的方法能够高精度、高效地集中协调控制多个FACTS设备动作，工程适应性很强。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种新能源外送系统的FACTS设备协调控制方法，所述方法包括内层控制、外层控制和最外层控制；所述内层控制将变电站电压精确控制在电压目标值或电压控制带内；在新能源外送系统出现大扰动时外层控制和最外层控制提供紧急无功支撑，使变电站电压能够迅速恢复至允许范围内。

所述新能源外送系统为新疆与西北主网联网第二通道，风电和太阳能由联网通道外送，所述联网通道上装设FACTS设备；其中，在联网通道沿线的沙州站主变第三绕组侧装设66kV静止无功补偿器，在鱼卡开关站母线侧装设磁控式母线可控高抗，在沙州～鱼卡线路双回线路两侧装设分级式可控高抗。

所述内层控制中，内层电压控制每隔1分钟循环一次；沙州站和鱼卡站内层控制设置时延30s，以避免沙州站和鱼卡站线路分级式可控高抗同时动作。