[发明专利]一种同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法

说明书

技术领域

本发明是一种同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法，属于同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法的创新技术。

背景技术

换流站无功补偿和电压控制策略对高压直流输电系统及其附近厂站的电压控制和系统安全稳定运行至关重要。一方面，从直流稳定运行的角度，合理的无功补偿和电压控制策略是保证直流持续稳定运行的必要条件之一；另一方面，从电网的角度，可以利用直流输电系统快速、灵活的可控性进行交流系统电压调控，丰富电网电压调控手段，提高系统电压稳定性，为直流稳定运行需要的系统电压提供保证。高压直流低负荷无功优化功能是换流站进行无功补偿和电压控制的一种重要手段，可以看成是直流无功调制功能的一种特例。

由于送端机组投产需要一个过程，高压直流工程投产后有一段时间需要低功率运行；上游水电站季节性发电也可能要求直流低功率输送；为了满足交流系统波形要求，换流站必须投入最少滤波器组；受端电网机组数量有限，机组进相运行所吸取的无功也有限。由于上述多种因素，直流系统低功率运行时受端电网电压过高的问题相当严峻，迫切需要研究有效缓解的方法。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法。本发明根据换流站内的无功交换原理采取固定换流变分接头档位，增大整流侧触发角和逆变侧关断角的无功控制策略，以实现换流站内无功平衡，减小无功剩余导致电压升高带来的风险，为交直流系统的可靠运行提供保证。

本发明的技术方案是：本发明的同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法，包括如下步骤：

1)固定换流变分接头档位；

2)增大整流侧触发角和逆变侧关断角。

同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法是同塔双回直流系统在低负荷状态下运行，直流输电系统输送的直流功率小于0.2p.u.，此时，直流输电系统受到绝对最小滤波器投切逻辑的作用，必须投入最小滤波器组，从而可能导致换流站内出现大量无功剩余。

上述步骤1)在相同的直流输送功率以及逆变侧关断角的条件下，调节换流变分接头档位对换流站无功平衡的影响可以忽略不计。因此，理论上讲换流变分接头位于任何档位都是可以的。但从交流系统的暂态恢复以及直流输送功率的提升角度来说，换流变分接头的档位越高越好。但是换流变分接头的档位又不能设置太高，因为高压直流输电系统低负荷运行时本身就存在系统电压过高的风险。因此，换流变分接头最好固定在中间档位上。

上述步骤1)预先将直流系统运行在低负荷时换流变档位的设定值输入到系统的控制逻辑中。

上述步骤2)预先将直流低负荷运行时整流侧触发角和逆变侧关断角的设定值输入到系统的控制逻辑中，不同的直流输送功率设定不同的逆变侧关断角，通过调节换流器上的无功消耗来达到换流站内无功平衡的目的。

上述步骤2)增大整流侧触发角和逆变侧关断角时，换流阀阻尼均压回路、平波电抗器、直流滤波器等主回路设备都承受着比正常角度范围下更大的电气应力。但直流输电系统在低负荷运行时，直流电流较小，增大关断角所引起的电气应力也相应减小，换流阀长时间运行在较大关断角下，不会对相应电气设备的寿命产生很大影响。

上述步骤2)中整流侧触发角和逆变侧关断角的设定值由直流系统产生谐波含量的多少、直流系统输送功率的大小决定，应避免由于触发角/关断角的增加而导致逆变侧滤波器组因谐波含量过多而多投，造成更多无功剩余的现象。

本发明为了对同塔双回直流输电系统的无功控制策略进行优化，提出了一种低负荷无功控制方法，该方法包含如下步骤：固定换流变分接头档位，同时增大整流侧触发角和逆变侧关断角。本发明的同塔双回直流输电系统的低负荷无功优化方法可以实现换流站内无功平衡，减少无功剩余导致电压升高带来的风险，为交直流系统的可靠运行提供保证。本发明是一种方便实用的同塔双回直流输电系统低负荷无功控制方法。

附图说明

图1是共站同塔双回直流输电系统的结构示意图；

图2是共站同塔双回直流输电系统中单回直流输电系统的等值电路图；

图3为直流系统低负荷下最大关断角建议值；

图4为晶闸管阀的大角度运行能力。

具体实施方式

本发明提出一种同塔双回直流输电系统低负荷无功优化方法，结合附图详细说明如下：