[发明专利]一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置和系统，包括以下步骤：响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，设定调相机群工作于无功功率控制模式，设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。本发明解决了直流系统补偿方式对抑制直流故障后换流站不同过电压问题的矛盾，在提升直流送端换流站母线电压稳定性的同时，也提高了调相机运行的经济性。

技术领域

本发明涉及一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

为满足我国“三北”地区风光等新能源电力送出需求，西北华北等地区电网已投运多回特高压直流输电工程。为提升送端换流站母线的短路容量与直流输电能力，部分特高压直流送端换流站已配置同步调相机。

特高压直流(特别是以新能源为配套电源的)大功率扰动后送端换流站的电压稳定问题主要为两类：一是直流换相失败后的暂态过电压，二是直流功率闭锁导致潮流回退后的稳态过电压。在实际运行中，直流控制保护系统根据交直流系统无功交换的大小进行无功补偿电容器投切，保证交直流系统无功交换量在合理范围。相同工况条件下，直流系统运行于欠补偿方式时(交流系统向直流系统提供无功功率)，直流闭锁故障后换流站母线的稳态过电压问题更严重；直流系统运行于过补偿方式时(直流系统向交流系统提供无功功率)，直流换相失败后换流站暂态过电压问题更严重。从上述特性可以看出，在考虑抑制直流换相失败下的暂态过电压问题与直流闭锁故障后的稳态过电压问题方面，对直流系统无功过、欠补偿方式的要求是矛盾的，无法做到同时兼顾两者需求。

同步调相机是旋转设备，定子绕组磁链不可突变，对于直流换相失败过程中的暂态电压波动具有自发响应能力。而调相机励磁控制系统一般采用无功功率、电压双闭环控制结构，根据不同的控制目标可采用不同的控制模式。现有送端电网特高压直流换流站配置的调相机的控制模式通常以电压控制模式为主，为尽可能预留动态无功支撑能力，一般不考虑参与电网稳态无功平衡，导致其运行经济性较差。随着直流配套新能源规模加大，直流故障后的过电压问题愈加严重，充分利用调相机无功调节能力的需求不断提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统，解决了直流系统补偿方式对抑制直流故障后换流站不同过电压问题的矛盾的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，包括以下步骤：

响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，设定调相机群工作于无功功率控制模式，设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；

响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。

进一步的，所述直流安控系统判断直流当前稳态运行功率是否大于直流运行功率最大门槛值，若不大于，直流安控系统发送直流低功率运行信号至调相机控制子站；

若大于，直流安控系统判断直流是否发生闭锁故障，若发生闭锁故障，则直流安控系统发送直流闭锁信号至调相机控制子站，否则，直流安控系统发送直流正常运行信号至调相机控制子站。

进一步的，所述直流运行功率最大门槛值获取方法为：

通过机电暂态仿真分析，获得直流运行功率为P_dc时发生预想直流故障后换流站交流母线的最大暂态压升为其中，为发生第i个预想直流故障后换流站交流母线的暂态压升；