[发明专利]一种特高压直流受端电网的动态无功电压增强式控制方法

说明书

本发明公开了一种特高压直流受端电网的动态无功电压增强式控制方法，该方法采用以节点电压跌落为主、以负荷侧感应电动机转子失速和特高压直流受端系统熄弧角恢复为辅的电压稳定恢复指标判断电网电压稳定薄弱节点；以电压稳定薄弱点为电压控制区域中枢节点，利用电压稳定薄弱节点与动态无功设备节点的动态阻抗比准确划分出电压支撑效果明显的动态无功设备；以电压薄弱节点电压信息作为动态无功设备电压控制的直接输入量，基于电网全系统动态数学模型和线性矩阵不等式方法，设计动态无功电压增强控制方式。本发明的控制方法有效提高了动态无功设备对电网电压稳定薄弱点的直接电压支撑作用，具有良好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及高压电网的无功电压控制技术领域，尤其涉及一种特高压直流受端电网的动态无功电压控制方法。

背景技术

现有技术中，特高压直流输电系统具有传输容量大，输电距离远等优势，是实现资源优化配置较好方式。但特高压交直流电网在故障过程中，一方面特高压直流受端系统换相失败后的恢复所需无功功率大幅增加，另一方面负荷电压的重建所需无功功率快速变大，导致电网动态无功电压支撑能力不足，电压失稳风险高。目前，动态无功设备主要有同步调相机、静止同步补偿器和常规发电机组等。如何在电网故障过程中充分发挥动态无功设备的动态电压支撑能力对改善特高压交直流电网的电压稳定性具有重要实际意义。

目前，国内外的动态无功设备在电网故障中的控制方式大都采用基于本地信号的单一控制。这些方法没有考虑特高压直流受端电网的电压薄弱点和实际动态无功设备的电压支撑效果，难以在电网故障中充分发挥动态无功设备的快速无功电压控制作用。因此无法发挥动态无功设备的快速无功控制能力，削弱了对电网的动态电压支撑作用。

因此，亟需设计一种能用于特高压直流受端电网的动态无功电压控制装置或者控制方法，以提高动态无功设备对电网电压稳定薄弱点的直接电压支撑作用和电压水平的稳定性。

发明内容

基于此，本发明提出了一种特高压直流受端电网的动态无功电压控制方法，该方法通过以电压稳定薄弱点为电压控制区域中枢点，利用电网电压薄弱节点与动态无功设备节点的动态阻抗比对动态无功设备进行划分，并将电压稳定薄弱点信息作为动态无功设备的辅助电压控制输入量，从而能够增强动态无功设备对电压稳定薄弱点的直接电压支撑，提高特高压直流受端电网的电压稳定水平。且该控制方法特别适合应用在特高压直流受端电网中。

为解决上述问题，本发明提供了一种特高压直流受端电网的动态无功电压增强式控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：基于故障电压跌落程度和负荷侧感应电动机滑差变化、特高压直流换相失败程度构建特高压交直流受端电网暂态电压稳定薄弱点识别依据，确定特高压直流受端电网的暂态电压稳定薄弱点；

步骤S2：基于步骤S1确定的所述电压稳定薄弱点，在特高压交直流电网的动态模型基础上求取电压稳定薄弱点与动态无功设备的动态阻抗比，利用阻抗比对电网电压稳定薄弱点和动态无功设备进行划分，形成以电压稳定薄弱节点为中枢节点的动态电压控制区；

设Z_ii为动态无功设备节点的自阻抗、Z_fi为电压稳定薄弱点与动态无功设备节点的互阻抗，则动态阻抗比z_fi定义如下：

z_fi＝|Z_fi|/|Z_ii| (1)

当动态无功设备节点与电压稳定薄弱节点的动态阻抗比z_fi≥ε时，其中阈值ε＜1，动态无功设备节点与电压稳定薄弱节点划分为一个电压控制区，反之，动态无功设备节点与电压稳定薄弱节点不在同一个电压控制区；

步骤S3：结合步骤S2的动态电压控制分区结果，将各分区内电压薄弱点的实时电压值作为动态无功设备的电压控制参考输入信息，利用线性矩阵不等式求取动态无功设备的输出反馈控制策略，设计特高压直流受端电网的动态电压辅助增强控制方式。