[发明专利]一种交直流并列运行受端系统VQC控制方法

权利要求书

1.一种交直流并列运行受端系统VQC控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1:获取变压器高压侧无功功率上限值Q_1H及下限值Q_1L，变压器低压侧电压上限值U_2H及下限值U_2L，交直流并列运行系统的换流器VSC的无功功率运行上限Q_smax及下限Q_smin，调节1档变压器分接头所引起的无功功率最小变化量ΔQ_umin，投切1组电容器所引起的电压最小变化量ΔU_qmin，VSC无功功率调整裕度ΔQ_sδ；

步骤2:采集VQC的变压器高压侧无功功率Q₁，变压器低压侧电压U₂，换流器VSC运行的无功功率Q_S'，变压器的档位信息，电容器的状态信息，变压器、电容器的闭锁状态信息；

步骤3:设置变压器闭锁条件为调档一次后闭锁一段时间t_t或者变压器日调档次数达到最大调节次数后闭锁，设置电容器投切闭锁条件为投入或切除一组电容器后均反向闭锁一段时间t_c或者电容器组日投切次数达到最大投切次数后闭锁，设置VSC无功功率运行参考值设置闭锁条件为调整一次VSC无功功率运行参考值后闭锁一段时间t_s；

步骤4:按照交直流并列运行系统进行变压器档位的调节和电容器的投切以及对换流器VSC无功功率运行参考值进行设置，制定基于含振荡域的九区图的适应交直流并列运行受端系统VQC控制方法的主策略及备用策略，若主策略对应主变挡位或无功补偿设备处于闭锁状态或已达到极限，则采用备用策略，其中基于含振荡域的九区图的适应交直流并列运行受端系统VQC控制方法是一种根据VQC的变压器高压侧无功功率Q₁，变压器低压侧电压U₂判断运行状态所处的基于含振荡域的九区图的改进区域A、B、C及D区，基于运行状态所处的区域进行相应的变压器档位的调节，电容器的投切以及直流线路换流器VSC无功功率运行参考值进行设置的方法，具体1-9区的九区图的特征及动作策略如下：

1区：Q₁＜Q_1L且U₂＞U_2H,设定主策略为优先切电容器，再配合VSC无功功率运行控制，假设切除电容器后变压器高压侧无功功率Q₁仍小于Q_1L，则调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ，若调整后Q_s大于Q_smax则按Q_smax运行，备用策略为变压器升档降压；

A区：Q_1L＜Q₁＜Q_1L+ΔQ_umin且U₂＞U_2H，设定主策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L+ΔQ_umin-Q₁)+ΔQ_sδ，备用策略为变压器升档降压；

2区：Q_1L+ΔQ_umin＜Q₁＜Q_1H且U₂＞U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为切电容器；

3区：Q_1H＜Q₁且U₂＞U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为切电容器；

4区：Q₁＜Q_1L且U_2L+ΔU_qmin＜U₂＜U_2H，设定主策略为切电容器，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ；

B区：Q₁＜Q_1L且U_2L＜U₂＜U_2L+ΔU_qmin，设定主策略为变压器降档升压，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ；

5区：Q_1L＜Q₁＜Q_1H且U_2L＜U₂＜U_2H，设定主策略及备用策略均为不动作；

C区：Q_1H＜Q₁且U_2H-ΔU_qmin＜U₂＜U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ；

6区：Q_1H＜Q₁且U_2L＜U₂＜U_2H-ΔU_qmin，设定主策略为投电容器，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ；

7区：Q₁＜Q_1L且U₂＜U_2L，设定主策略为降档升压，备用策略为投入电容器；

8区：Q_1L＜Q₁＜Q_1H-ΔQ_umin且U₂＜U_2L，设定主策略为变压器降档升压，备用策略为投电容器；

D区：Q_1H-ΔQ_umin＜Q₁＜Q_1H且U₂＜U_2L，设定主策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H+ΔQ_umin)-ΔQ_sδ，备用策略为变压器降档升压；

9区：Q_1H＜Q₁且U₂＜U_2L，设定主策略为优先投入电容器，再配合VSC无功功率运行控制，假设投电容器后变压器高压侧无功功率Q₁仍高于Q_1H，则调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ，若调整后Q_s小于Q_smax则按Q_smin运行，备用策略为变压器降档升压；

步骤5:若动作后变压器高压侧无功功率Q₁及变压器低压侧电压U₂满足Q_1L＜Q₁＜Q_1H且U_2L＜U₂＜U_2H或者主策略和备用策略均已闭锁，则维持此时运行状态不动作，否则返回步骤2。

2.一种交直流并列运行受端系统VQC控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取变压器高压侧无功功率上限值Q_1H及下限值Q_1L，变压器低压侧电压上限值U_2H及下限值U_2L，交直流并列运行系统的换流器VSC的无功功率运行上限Q_smax及下限Q_smin，调节1档变压器分接头所引起的无功功率最小变化量ΔQ_umin，投切1组电容器所引起的电压最小变化量ΔU_qmin，VSC无功功率调整裕度ΔQ_sδ；

采集模块，用于采集VQC的变压器高压侧无功功率Q₁，变压器低压侧电压U₂，换流器VSC运行的无功功率Q_S'，变压器的档位信息，电容器的状态信息，变压器、电容器的闭锁状态信息；

设置模块，用于设置变压器闭锁条件为调档一次后闭锁一段时间t_t或者变压器日调档次数达到最大调节次数后闭锁，设置电容器投切闭锁条件为投入或切除一组电容器后均反向闭锁一段时间t_c或者电容器组日投切次数达到最大投切次数后闭锁，设置VSC无功功率运行参考值设置闭锁条件为调整一次VSC无功功率运行参考值后闭锁一段时间t_s；

制定模块，用于按照交直流并列运行系统进行变压器档位的调节和电容器的投切以及对换流器VSC的无功功率运行参考值进行设置，制定基于含振荡域的九区图的适应交直流并列运行受端系统VQC控制方法的主策略及备用策略，若主策略对应主变挡位或无功补偿设备处于闭锁状态或已达到极限，则采用备用策略，其中，基于含振荡域的九区图的适应交直流并列运行受端系统VQC控制方法是一种根据VQC的变压器高压侧无功功率Q₁，变压器低压侧电压U₂判断运行状态所处的基于含振荡域的九区图的改进区域A、B、C及D区，基于运行状态所处的区域进行相应的变压器档位的调节，电容器的投切以及直流线路换流器VSC的无功功率运行参考值进行设置的方法，具体1-9区的九区图的特征及动作策略如下：

1区：Q₁＜Q_1L且U₂＞U_2H,设定主策略为优先切电容器，再配合VSC无功功率运行控制，假设切除电容器后变压器高压侧无功功率Q₁仍小于Q_1L，则调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ，若调整后Q_s大于Q_smax则按Q_smax运行，备用策略为变压器升档降压；

A区：Q_1L＜Q₁＜Q_1L+ΔQ_umin且U₂＞U_2H，设定主策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L+ΔQ_umin-Q₁)+ΔQ_sδ，备用策略为变压器升档降压；

2区：Q_1L+ΔQ_umin＜Q₁＜Q_1H且U₂＞U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为切电容器；

3区：Q_1H＜Q₁且U₂＞U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为切电容器；

4区：Q₁＜Q_1L且U_2L+ΔU_qmin＜U₂＜U_2H，设定主策略为切电容器，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ；

B区：Q₁＜Q_1L且U_2L＜U₂＜U_2L+ΔU_qmin，设定主策略为变压器降档升压，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s+(Q_1L-Q₁)+ΔQ_sδ；

5区：Q_1L＜Q₁＜Q_1H且U_2L＜U₂＜U_2H，设定主策略及备用策略均为不动作；

C区：Q_1H＜Q₁且U_2H-ΔU_qmin＜U₂＜U_2H，设定主策略为变压器升档降压，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ；

6区：Q_1H＜Q₁且U_2L＜U₂＜U_2H-ΔU_qmin，设定主策略为投电容器，备用策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ；

7区：Q₁＜Q_1L且U₂＜U_2L，设定主策略为降档升压，备用策略为投入电容器；

8区：Q_1L＜Q₁＜Q_1H-ΔQ_umin且U₂＜U_2L，设定主策略为变压器降档升压，备用策略为投电容器；

D区：Q_1H-ΔQ_umin＜Q₁＜Q_1H且U₂＜U_2L，设定主策略为调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H+ΔQ_umin)-ΔQ_sδ，备用策略为变压器降档升压；

9区：Q_1H＜Q₁且U₂＜U_2L，设定主策略为优先投入电容器，再配合VSC无功功率运行控制，假设投电容器后变压器高压侧无功功率Q₁仍高于Q_1H，则调整VSC无功功率运行参考值Q_s，设定Q_s＝Q_s-(Q₁-Q_1H)-ΔQ_sδ，若调整后Q_s小于Q_smax则按Q_smin运行，备用策略为变压器降档升压；

执行模块，用于若动作后变压器高压侧无功功率Q₁及变压器低压侧电压U₂满足Q_1L＜Q₁＜Q_1H且U_2L＜U₂＜U_2H或者主策略和备用策略均已闭锁，则维持此时运行状态不动作，否则返回采集模块。