[发明专利]一种减少混合直流输电系统中滤波器频繁投切的控制方法

说明书

本发明公开一种减少混合直流输电系统中滤波器频繁投切的控制方法，涉及滤波器投切控制技术领域，包括如下步骤：计算不平衡无功功率差额；比较不平衡无功功率与交流滤波器投入无功容量的上限值、交流滤波器切除无功容量的下限值的大小关系；判断柔性直流单元发出的无功功率是否达到限值，若是，则延时一定时间后，投切滤波器小组；否则，将柔性直流单元无功功率目标值修改；计算柔性直流单元额外发出无功功率的值，将控制结果反馈传输至直流站控装置。本发明通过交流滤波器与柔性直流单元无功调整控制相配合，实现无功功率的平滑调节，使得常规直流单元的不平衡无功差额偏离定值区，减少交流滤波器投切的次数，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及滤波器投切控制技术领域，更具体地，涉及一种减少混合直流输电系统中滤波器频繁投切的控制方法。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电且不会出现换相失败等优点，是当前电网输电技术发展的热点。VSC-HVDC正常运行时，通过调节换流器出口电压的幅值与系统电压之间的功角差，可以独立地控制输出的有功功率和无功功率,在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有显著优势。

常规直流输电(LCC-HVDC)系统运行时，无论是整流侧还是逆变侧，都需要消耗一定的无功功率。在已运行的直流输电工程中，大部分直流站控装置根据常规换流站无功功率消耗值和交流滤波器组补偿容量值得到直流输电系统的不平衡无功差额，控制交流滤波器的投切。由于交流滤波器小组的容量为固定值，直流输电系统在启动阶段或者正常运行阶段输送有功功率水平较低时，投入滤波器所发出的无功功率无法做到对常规直流单元换流器消耗无功的无差补偿，可能出现过补或欠补的情况，另一方面，当直流系统的不平衡无功差额在设定的定值区附近时，会出现滤波器频繁投切的现象，容易造成交流系统母线电压波动及系统振荡，影响直流输电系统的稳定性。

发明内容

本发明为克服滤波器频繁投切容易造成交流系统母线电压波动及系统振荡的弊端，利用柔性直流输电单元可连续输出无功功率的特点，在直流站控装置中增加无功功率协调控制的功能，打破柔性直流单元与常规直流单元互不联系的格局，同时使交流滤波器控制和柔性直流单元无功功率出力控制相配合，以实现换流站直流单元无功功率的平滑调节，提出一种减少混合直流输电系统中滤波器频繁投切的控制方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：一种减少混合直流输电系统中滤波器频繁投切的控制方法，包括如下步骤：

S1.根据常规直流单元消耗的无功功率Q_dc、交流滤波器的补偿无功容量Q_filt及柔性直流单元额外发出的无功功率Q_vsc-lcc，在直流站控装置中计算不平衡无功功率差额ΔQ；

S2.分别比较不平衡无功功率差额ΔQ与交流滤波器投入无功容量的上限值Q_set-max、交流滤波器切除无功容量的下限值Q_set-min的大小关系，同时执行步骤S3与步骤S4；

S3.判断不平衡无功功率差额ΔQ与交流滤波器投入无功容量的上限值Q_set-max的差是否大于无功功率控制死区值Q_dead，如果是，则执行步骤S5；否则，返回执行步骤S1；

S4.判断交流滤波器投入无功容量的下限值Q_set-min与不平衡无功功率差额ΔQ的差是否大于无功功率控制死区值Q_dead，如果是，则执行步骤S6；否则，返回执行步骤S1；

S5.判断柔性直流单元发出的无功功率是否达到其上限设定值Q_max，若是，则延时一定时间后，投入滤波器小组；否则，将柔性直流单元发出的无功功率目标值修改为Q_all1；