[发明专利]一种用于换流站的动态无功补偿装置的控制方法

说明书

一种用于换流站的动态无功补偿装置的控制方法，包括以下步骤：1)动态无功补偿装置采集高压直流输电系统换流站与交流系统无功交换量作为控制输入；2)一阶惯性控制使得稳态电压运行范围内动态无功补偿装置输出无功功率与换流站注入系统的无功功率成反比；3)通过限幅控制使得交流系统出现过电压时，动态无功补偿装置尽可能吸收无功功率，交流系统出现低电压时，动态无功补偿装置尽可能发出无功功率。本发明使得动态无功补偿装置的容量主要用于抑制静态无功补偿装置投切带来的电压波动，进而用较小的动态无功补偿装置容量实现了静态无功补偿装置组数的减少，同时在紧急情况下也实现了动态无功补偿装置对系统的电压支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统运行和控制技术领域，具体涉及一种用户换流站的动态补偿装置的控制方法。

背景技术

基于电流源换相的高压直流输电系统换流站通常消耗大量无功功率，通常其消耗的无功功率大约为传输有功功率的40％～60％。静态无功补偿装置主要有电容器组成，价格便宜，是高压直流输电系统换流站无功补偿采用的主要装置。为了满足高压直流输电系统换流站无功补偿需要，需要配置多组静态无功补偿装置。减少静态无功补偿装置的组数可以节省断路器等配电装置，节约占地，但是单组容量就大，静态无功补偿设备投切对系统就会形成较大冲击，甚至会导致高压直流输电系统换流站换流变压器分接开关动作，影响高压直流输电系统换流站的可靠性和寿命。通常要求投切静态无功补偿装置的电压波动不超过额定电压的1％。随着我国电源开发向偏远地区发展，高压直流输电系统换流站送端换流站接入的交流系统越来越薄弱，为了满足电压波动的要求，静态无功补偿装置的单组容量越来越小，组数越来越多。如果不采取措施，部分换流站的静态无功补偿装置的将达到30组以上，使得换流站占地面积巨大，一次设备投资也大幅度增加。

动态无功补偿装置，比如静止无功补偿器SVC或者静止无功发生器SVG，均可以在静态无功补偿装置投切时，快速控制动态无功补偿装置的无功出力，进而抑制静态无功补偿装置投切带来的电压波动。以往动态无功补偿装置主要采集交流母线电压，并根据电压变化情况控制动态无功补偿装置的输出，达到抑制交流母线电压变化的目标。而交流母线正常的电压波动往往达到10％的额定电压，比如500kV交流系统的稳态电压变化范围为500kV～550kV，而静态无功补偿装置投切的电压波动只有1％，也就是5kV。如果用于换流站动态无功补偿装置仍以交流母线电压为控制目标，为了避免交流系统正常电压波动时，动态无功补偿装置的出力在正常范围，静态无功补偿装置投切时，动态无功补偿装置的无功出力也不能太大，动态无功补偿装置的容量不能完全用于抑制静态无功补偿装置投切的电压波动。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于换流站的动态无功补偿装置的控制方法，将动态无功补偿装置的容量用来主要抑制静态无功补偿装置投切导致的电压波动，进而实现用较小的动态无功补偿装置容量实现静态无功补偿装置组数的较大减少。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于换流站的动态无功补偿装置的控制方法，包括如下步骤：

1)动态无功补偿装置从直流控制系统中获取高压直流输电系统换流站与交流系统交换无功功率的大小，作为动态无功补偿装置的控制系统的输入信息；

2)采用一阶惯性控制，使得稳态电压运行范围内，动态无功补偿装置输出的无功功率与高压直流输电系统换流站与交流系统交换无功功率的大小成反比；

3)通过限幅使得交流系统出现过电压时，利用一个比例积分控制快速降低一阶惯性控制限幅环节的上限，减少动态无功补偿装置的无功输出，动态无功补偿装置尽可能吸收无功功率；交流系统出现低电压时，利用一个比例积分控制快速增加一阶惯性控制限幅环节的下限，增加动态无功补偿装置的无功输出，动态无功补偿装置尽可能发出无功功率。