[发明专利]一种静止同步补偿器与站内电容器组协调控制的方法

摘要

本发明涉及一种静止同步补偿器与站内电容器组协调控制的方法，属于电力系统的电网稳定控制技术领域。当接入点母线电压偏离额定值小于10％时，STATCOM运行于稳态电压控制模式时，STATCOM与站内电容器组协调控制的方法。考虑STATCOM与电容器无功响应速度的差异，在稳态电压控制时，尽可能由电容器组输出无功功率，置换出最大的动态无功备用容量，以应对电网暂态故障时的暂态电压稳定控制需求。该方法具有物理意义明晰、实现简单、性能优异等特点，本方法应用于系统电压稳定控制及动态无功功率储备时，可有效的维持系统电压水平在合理的范围之内，并保持系统储备有大量的动态无功功率，从而有效的提高电网暂态电压稳定性。

主权项

一种静止同步补偿器与变电站内电容器协调控制的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)在每个控制周期到来时刻，检测静止同步补偿器接入电网点的电压有效值Vline，计算电压有效值的标么值Vpcc：Vpcc＝Vline/Vbase，其中Vbase为电网的电压基值，根据标幺值Vpcc，控制静止同步补偿器的输出无功功率如下：若Vpcc≤Vth1，则使静止同步补偿器闭锁，结束本次控制周期；若Vth1<Vpcc≤Vth2，则使静止同步补偿器进入暂态电压控制模式，输出无功功率为容性额定无功功率值Qmax，并结束本次控制周期，其中额定无功值Qmax即为静止同步补偿器的额定功率；若Vth2<Vpcc<Vth3，则使静止同步补偿器进入稳态电压控制模式，并进行步骤(2)；若Vth3≤Vpcc≤Vth4，则使静止同步补偿器进入恒无功控制模式，控制静止同步补偿器的输出无功功率为QCQR，结束本次控制周期；若Vpcc>Vth4，则使静止同步补偿器进入暂态电压控制模式，输出无功功率为感性额定无功功率‑Qmax，结束本次控制周期；以上，Vth1，Vth2，Vth3，Vth4为使静止同步补偿器进入不同控制模式的电压阈值，一种典型的取值为：Vth1＝0.3pu，Vth2＝0.9pu，Vth3＝0.95pu，Vth4＝1.1pu；(2)根据上述电压有效值的标么值Vpcc、静止同步补偿器的输出无功功率和变电站内电容器的投入状态，对静止同步补偿器进行控制，控制过程如下：(2‑1)根据上述电压测量值Vpcc和电压参考值Vref，计算静止同步补偿器处于稳态调压模式时的无功功率值QCVR，具体包括以下步骤：(2‑1‑1)计算上述电压标么值Vpcc和电压参考值Vref的电压差值ΔV，ΔV＝Vpcc‑Vref，其中电压参考值Vref的取值为：Vref＝1.0pu；(2‑1‑2)对电压差值ΔV进行相位补偿计算，得到补偿后的电压差值ΔVcomp，相位补偿计算中的相位补偿传递函数为：其中s为复频率，T1和T2分别为相位校正参数，一种典型的取值为T1＝0.01秒，T2＝0.03秒；(2‑1‑3)根据上述补偿后的电压差值ΔVcomp和比例积分的传递函数，计算出静止同步补偿器处于稳态调压模式时的输出无功功率QCV，比例积分的传递函数为：其中s为复频率，Kv和Tv分别为比例系数和积分时间常数，选取Kv＝1～2，Tv＝0.1～0.2秒；(2‑1‑4)记变电站内任意一组电容器的输出无功功率为QFC，记稳态电压控制模式下静止同步补偿器的输出无功功率的限值为Qlim，初始化时，设Qlim＝QFC；(2‑1‑5)对上述QCV进行限幅处理，计算出静止同步补偿器稳态电压控制所需的输出无功功率QCVR，限幅处理过程为：当QCV>Qlim时，使QCVR＝Qlim，当QCV<‑Qlim时，使QCVR＝‑Qlim，当‑Qlim≤QCV≤Qlim时，使QCVR＝QCV，使静止同步补偿器的输出无功功率为QCVR；(2‑2)使静止同步补偿器的输出无功功率为QCVR；(2‑3)对电网的电压有效值的标么值Vpcc进行判断，若Vpcc>Vth3，则结束本次控制周期，若Vpcc≤Vth3，则进行步骤(2‑4)；(2‑4)检测变电站内电容器是否已经全部投入运行，若还有未投入运行的电容器，则进行步骤(2‑5)，若全部电容器均已投入运行，则进入(2‑6)；(2‑5)使未投入运行的电容器中的一组电容器投入运行，进入步骤(2‑3)；(2‑6)检查稳态电压控制模式下静止同步补偿器的输出无功功率限值Qlim，若Qlim＝KthQFC，则结束本次控制周期，若Qlim＝QFC，则使Qlim＝KthQFC，进行步骤(2‑1‑5)，其中Kth为静止同步补偿器参与稳态调压的无功容量与站内一组电容器的比例系数，一种典型的取值为：Kth＝2。