[发明专利]一种柔性直流变压器有载分接开关调节方法及系统

说明书

本发明公开了一种柔性直流变压器有载分接开关调节方法及系统，方法包括：根据要求的交流电网电压和无功功率关系以及交流电网电压的实际波动范围，确定有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系，并结合直流电压运行范围，确定变压器阀侧空载电压上限值；基于变压器变比、当前交流电压、变压器阀侧空载电压上限值及有载分接开关的步长，计算得到有载分接开关位置，对有载分接开关进行调节。本发明综合考虑直流电压运行范围、交流电压波动范围、功率要求等所有影响因素，寻找满足特定功率要求的变压器阀侧电压最大值，变压器的有载分接开关以此电压最大值为调节目标，实现了换流站的低损耗优化运行，提高了工程的运行经济性。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流变压器有载分接开关调节方法及系统。

背景技术

柔性直流输电换流站中，一般会在变压器的网侧安装有载分接开关，当交流电网电压波动时，通过调节有载分接开关来抵消网侧电压波动对变压器阀侧空载电压的影响，其调节原则为保持变压器阀侧空载电压恒定。常规直流的有载分接开关调节方法有两种，第一种与现有柔性直流变压器的调节原则相同，即保持变压器阀侧空载电压恒定；第二种调节方法是保持触发角或关断角在指定的范围内以提高换流器的功率因数。柔性直流与常规直流的运行原理不同，不存在提高运行功率因数的问题，因此常规直流的第二种调节方法不适用于柔性直流。而使用第一种调节方法时，由于柔性直流系统在运行中直流电压波动和无功功率要求的不同均会对变压器阀侧空载电压上限值产生影响。为了保证在任何工况下，柔性直流系统均能满足有功功率和无功功率的要求，需要将变压器阀侧空载电压确定为所有工况下的最小值，也就是说各种运行条件都是最严苛的，这种工况是一个极端工况。同时这种方法将导致当在其他非极端工况时，变压器的阀侧空载电压偏低，桥臂电流比实际需求更大，从而换流站具有更大的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的柔性直流系统在能满足有功功率和无功功率的要求时，需要将变压器阀侧空载电压确定为所有工况下的最小值，这种方法导致当在其他非极端工况时，变压器的阀侧空载电压偏低，桥臂电流比实际需求更大，换流站具有更大的损耗的缺陷，从而提供一种柔性直流变压器有载分接开关调节方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种柔性直流变压器有载分接开关调节方法，包括：根据要求的交流电网电压和无功功率关系以及交流电网电压的实际波动范围，确定有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系；根据有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系、换流站直流端口电压、最大调制比、等效电抗电压、当前交流电压，确定变压器阀侧空载电压上限值；基于变压器变比、当前交流电压、变压器阀侧空载电压上限值及有载分接开关的步长，计算得到有载分接开关位置；控制系统基于有载分接开关位置对有载分接开关进行调节。

在一实施例中，根据要求的交流电网电压和无功功率关系以及交流电网电压的实际波动范围，确定有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系的过程，包括：根据要求的交流电网电压和无功功率关系以及交流电网电压的实际波动范围，确定有载分接开关调节的交流系统电压范围；根据要求的交流电网电压和无功功率关系、有载分接开关调节的交流系统电压范围，确定有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系。

在一实施例中，根据有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系、换流站直流端口电压、最大调制比、等效电抗电压、当前交流电压，确定变压器阀侧空载电压上限值的过程，包括：根据最大调制比及换流站直流端口电压，计算得到换流器最大输出交流电压；根据柔性直流换流器功率-相角特性图，基于换流器最大输出交流电压、有载分接开关调节的交流系统电压范围与无功功率的对应关系、等效电抗电压、当前交流电压，确定变压器阀侧空载电压上限值。

在一实施例中，换流器最大输出交流电压由整流站的直流电压或逆变站的直流电压确定，计算公式为：