[发明专利]一种发电机抑制换相失败的励磁控制方法

说明书

本发明公开了一种发电机抑制换相失败的励磁控制方法，通过电压灵敏度分析确定与换流站母线电压强相关的发电机组，在这些发电机的励磁控制中增加换流站母线电压控制环，引入目标换流站母线电压作为控制目标和启动信号，启动后励磁电压由正常电压闭环的输出切换为换流站母线电压控制环的输出，在换流站母线电压控制环作用了设定的时间后，励磁系统输出重新切换为正常电压闭环的输出。本发明在已有电网结构中利用发电机的过载能力和灵活的快速机端电压调节能力提高电网电压稳定性，加强直流系统抵御换相失败的能力，在不增加新投资和设备的情况下，充分挖掘电网中已有资源，提高交直流电网稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统控制领域中的励磁控制方法，尤其涉及一种发电机抑制换相失败的励磁控制方法。

背景技术

针对高压直流(HVDC)闭锁导致的功角、频率、电压稳定问题，目前直流配套安控系统主要采取直流送端电网切除机组，受端电网切除负荷或抽蓄电泵、调制直流有功控制措施，其主要控制思路是快速就地平衡电网有功功率，控制时序是ms级的紧急控制，属于第二道防线范畴。近年来，由于对电网损失负荷造成事故风险进行了限制，电网调度部门对于利用稳控装置进行紧急切负荷措施的使用愈加谨慎，电网控制手段和控制资源严重不足，难以应对特高压直流故障大功率冲击所导致的稳定问题，已无法满足同时兼顾直流输电能力和确保电网安全运行的需要，这就需要在对电网进行细致分析的基础上研究在暂态过程中对系统波动进行控制，尽量避免大的扰动发生。

在控制手段方面，现有的电网“三道防线”中第二、三道防线的主要设计思路是“紧急+校正”控制，紧急控制用于保障系统快速恢复稳定，校正控制用于保障系统恢复正常运行状态，进而在不同时间尺度上提高电网安全稳定性。系统所提换相失败是指因阀换相失败引起的直流功率波动过程，通常持续100-200ms；换相失败的原因是熄弧角小于最小值导致的，若能提高故障时换流站母线电压的值，熄弧角将不能降到最小值以下。在控制资源方面，电压稳定问题是局部无功支撑不足所导致的，有必要充分发挥区域内的调相机、低压电容或电抗器、发电机无功资源来进行无功控制，提高系统电压稳定性。

高压直流输电系统作为有功电源接入受端系统以满足负荷需求的同时，也由于其自身的运行特性，相当于在受端电网引入一个大功率无功负荷，在稳态运行时直流换流器的无功需求就地满足，而当发生故障扰动时直流换流站将短时从受端交流系统吸收大量无功功率，在感应电动机负荷比例持续增长的现状下，高压直流系统的接入加重了感应电动机负荷的电压延缓恢复效应，受端系统电压稳定性变弱，如果在故障后无法提供足够的无功支撑，直流无法从换相失败中恢复从而导致直流闭锁，尤其是有多回直流落点的多馈入受端系统，极端情况下存在多回直流同时闭锁的情况，这将导致大范围的负荷损失，造成无法估计的经济损失。因此针对直流系统进行动态无功的优化配置是多馈入受端系统在规划阶段的一项极其重要的工作。动态无功补偿装置造价高昂，而受端电网中有着大量的发电机，作为电力系统主要的无功电源，有必要充分挖掘受端电网中发电机的无功潜力，发挥其在故障后的暂态无功支撑能力，减少额外的动态无功配置费用。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供一种发电机抑制换相失败的励磁控制方法，以克服现有技术中的不足之处。

技术方案：本发明发电机抑制换相失败的励磁控制方法，包括以下步骤：

(1)通过电压灵敏度分析确定与换流站母线电压强相关的发电机组，在该发电机组的励磁控制中增加换流站母线电压控制环；

(2)引入目标换流站母线电压作为控制目标和启动信号，启动后励磁电压由正常电压闭环的输出切换为换流站母线电压控制环的输出；

(3)在换流站母线电压控制环作用了设定的时间后，励磁系统输出重新切换为正常电压闭环的输出。