[发明专利]一种考虑低抗的送端换流站高功率波动时无功控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑低抗的送端换流站高功率波动时无功控制方法，当交直流系统交换的无功Q_exc为负值时，送端换流站向交流系统注入过剩的无功，优先考虑低压电抗器吸收无功的能力，控制判据为：若Q_exc在当前已投入低抗无功吸收量与再投入一组低抗后所有已投入低抗无功吸收量的范围内，低抗不动作；若超过该范围投入一组低抗，否则切除一组低抗；若过剩的无功超过了所有可用低抗吸收无功的能力，则直接切除一组交流滤波器；当Q_exc为非负值时，换流站需要吸收无功，优先考虑直流配套电源提供无功的能力，同时采用交流电压判据控制交流滤波器的投切；本发明提出的控制方法减少直流系统高功率运行时交流滤波器的投切次数，对直流系统的安全运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及高压直流换流站无功控制技术领域，具体涉及一种考虑低抗的送端换流站高功率波动时无功控制方法。

背景技术

当高压直流送端换流站稳态运行时，站内消耗的无功主要由包括并联电容器在内的交流滤波器及直流配套电源提供的无功进行补偿。当送端换流站运行在较低功率的范围内时，由于投入交流滤波器的组数受到滤波性能的限制，使得交流滤波器提供的无功大于站内较小的无功消耗，导致换流站有过剩的无功注入交流系统。因此，当换流站产生过剩的无功时，连接在同站联络变低压侧母线上的低压电抗器通过配合交流滤波器的投切控制以吸收过剩的无功。国内现有直流工程采用的无功控制策略主要有无功功率控制与交流电压控制两种控制方法。无功功率控制方法通过控制交流滤波器及低抗的投入数量将交直流系统交换的无功控制在允许范围内；交流电压控制方法通过控制交流滤波器及低抗的投入数量将换流母线的交流电压控制在允许范围内。但是由于交流母线电压控制随系统接线方式和运行方式的变化而变化较大，在不利情况下将造成电压控制精度不够，使得系统内有大量的不平衡无功流动，实际工程中多采用无功功率控制方法。在无功功率控制方法中，低压电抗器投入的数量根据投入交流滤波器的组数变化而变化。当直流输送功率较高时，在现有无功功率控制方法下，优先考虑交流滤波器参与无功平衡的能力，若有过剩的无功注入交流系统，直流站控系统发出切除一组交流滤波器命令，使得站内交流滤波器在换流站高功率波动时频繁投切，低抗只在特定的直流输送功率范围内被投入，导致需要选相合闸的交流滤波器断路器频繁分合闸，无需选相合闸的低压电抗器断路器缺乏充分利用，严重影响交流滤波器的使用寿命。因此，研究在送端换流站高功率运行时，采用直流配套电源、低压电抗器及交流滤波器协调控制的控制方法对于减少交流滤波器频繁投切，保证直流系统安全运行具有重要意义。

发明内容

为解决换流站高功率波动时，站内包括并联电容器在内的交流滤波器频繁投切的问题，本发明提出了一种考虑低抗的送端换流站高功率波动时无功控制方法；本发明发法改善了在现有无功功率控制方法下，低压电抗器只根据投入滤波器的组数进行投切控制，提高了在换流站高功率波动时，投入低压电抗器的灵活性，从而达到减少交流滤波器投切次数的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑低抗的送端换流站高功率波动时无功控制方法，当直流输送功率高功率运行时，低压电抗器配合交流滤波器控制，包括如下步骤：

①设定各判据的门槛值:包括直流送端电源最大的无功支持能力Q_Gmax、换流母线电压参考值U_ref、换流母线电压死区值U_band及延时参考值t_ref；

②定时采集数据：包括换流母线实际电压U_bus、交直流系统交换的无功Q_exc、投入单台低抗吸收的无功Q_L及当前投入低压电抗器的组数m；

③直流系统无功过剩判据单元判断，若Q_exc小于0，则执行第步骤，否则执行第④步骤；

④若当前投入的低抗组数为1，执行第步骤，否则执行第⑤步骤；