[发明专利]一种送端换流站高功率波动时并联电容器投切控制方法

说明书

本发明公开了一种送端换流站高功率波动时并联电容器投切控制方法，采用双重判据，第一判据为直流配套电源无功支撑能力判据，保证了换流站需要直流送端电源提供的无功Q_ac‑dc不超过直流送端电源最大的无功支持能力Q_Gmax，否则直接投入一组SC型并联电容器(；第二判据为换流母线电压判据，在满足第一判据的基础上，若经过延时t_ref后，换流母线的交流电压U_bus仍小于电压参考值U_ref与电压死区值U_band之差，则投入一组SC；若U_bus大于U_ref与U_band之和，则切除一组SC；否则站内SC组保持当前组数；本发明所提出的控制方法采用双重判据并充分利用直流配套电源的无功支撑能力，在高压直流换流站高功率稳态运行时，减少直流输送功率频繁波动时SC的投切次数，延长SC断路器的使用寿命，对直流系统的安全经济运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及高压直流换流站无功控制技术领域，具体涉及一种送端换流站高功率波动时并联电容器投切控制方法。

背景技术

在高压直流输电系统运行过程中，主要通过控制换流站内以交流滤波器及并联电容器(SC)为主的无功单元的投入顺序及数量，实现交直流系统的无功平衡。为防止交流滤波器过负荷并满足其滤波性能，投入无功单元的顺序一般为：先依次投入除备用组外的所有交流滤波器，再根据需要依次投入SC。当高压直流高功率运行时，站内的无功消耗较大，需投入的无功单元较多。因此，当高压直流高功率运行时，站内交流滤波器除备用组外已全部投入，则直流控制系统主要通过对SC的投切控制实现无功平衡。对于位于大型的水、火电站附近的送端换流站，直流配套电源也具有提供部分无功功率的能力。若直流配套电源参与换流站无功平衡的能力受到限制，则站内的无功消耗主要由SC提供的无功进行补偿，因而当直流输送功率频繁波动时，会使得SC频繁投切，导致相应的断路器频繁分合闸，严重影响断路器的使用寿命。

国内现有直流工程采用的无功控制方案主要基于ABB公司或SIEMENS公司的控制技术，针对并联电容器投切控制的方案主要有无功功率控制方案与电压控制方案两种典型的控制方案。电压控制方案将换流母线电压控制在允许范围内，但是由于交流母线电压控制随系统接线方式和运行方式的变化而变化较大，在不利情况下将造成电压控制精度不够，使得系统内有大量的不平衡无功流动，实际工程中多采用无功功率控制方案。无功功率控制方案将交直流系统的无功交换量控制在允许范围内，确保交直流系统无功平衡的实现，但是该控制方案的缺陷在于由于站内无功消耗随着输送功率的变化而变化，当直流输送功率频繁波动时，会使得SC频繁收到投切指令，继而导致相应断路器频繁投切。

综上所述，上述两种现有控制方案具有采用交直流系统的无功交换量或换流母线电压为单一控制量，并未充分考虑直流送端电源的无功支撑能力的缺点。由于以上缺点的存在，当直流输送功率频繁波动时，会使得SC频繁收到投切指令，导致相应断路器频繁投切，严重影响断路器的使用寿命。因此，在换流站高功率运行时，优化并联电容器的投切控制策略，减少相应断路器的频繁投切，延长断路器的使用期限，对直流系统的安全经济运行具有重要意义。

发明内容