[发明专利]直流受端电网恢复的调相机和电容器控制方法及系统

说明书

本发明公开了提升直流受端电网恢复能力的调相机和电容器控制方法，包括：对于直流受端换流站交流站点，根据交流故障后直流近区各母线电压变化幅度，确定是否进行母线备用电容器投退，当电压低于投入门槛值时，根据电压变化幅度投入相应节点的备用电容器，同时继续判断母线电压，电压高于退出门槛时，退出相应节点的备用电容器；对于直流受端换流站，当检测到直流换相失败信号，则对调相机实施强励控制。本发明通过对直流换流站内配套调相机及近区电容器等备用电容器进行控制，减少交流故障下受端电网电压跌落，降低直流发生连续换相失败的风险，加快交直流电网协调恢复，以提高交直流电网安全稳定运行水平。

技术领域

本发明涉及直流受端电网恢复的调相机和电容器控制方法，属于电力自动化技术领域。

背景技术

特高压交直流输电技术的发展，促进了我国大范围资源优化配置和能源结构转型，为经济发展和节能减排作出了巨大贡献，但同时也对我国电网运行特性产生了深刻影响。尤其是在特高压建设过渡期内，电网“强直弱交”特性日益凸显，交直流耦合作用日益紧密、电网特性更加复杂。

电压稳定和直流换相失败是电网运行人员非常关心的问题，特别是对于多馈入系统，一方面大容量直流馈入替代了本地部分常规机组，使得交流电网整体无功支撑下降；另一方面，直流馈入后交直流系统交互作用加剧，直流动态过程中与交流系统存在较大的无功交换，尤其是在直流换相失败及其恢复过程中，交直流无功交互特性复杂，对交流系统暂态电压恢复会产生较大影响，而且当系统动态无功支撑不足时，可能加剧直流连续换相失败风险，对交流系统产生较大冲击。

目前对于电压控制，一般采用配置动态无功补偿装置、发电机励磁控制、切负荷等方法。而对于直流馈入的受端电网来说，由于交直流交互作用的影响，电网电压特性与直流响应特性密切相关，仅依赖传统的电压控制手段可能无法完全满足控制需求。本文从交流侧和直流侧两个角度出发，针对交流侧，采用一种综合多类无功补偿控制措施的分轮次控制方式，降低故障下交流电压的跌落；针对直流侧，考虑直流换流站配套调相机的控制手段，加快直流换相失败后的恢复，降低直流连续换相失败风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供直流受端电网恢复的调相机和电容器控制方法，为多馈入背景下交流故障易引发直流连续换相失败的问题提供控制思路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案，具体如下：

提升直流受端电网恢复能力的调相机和电容器控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过离线仿真，确定交流母线内参与控制的交流站点i，N为参与控制的交流站总数，i＝1,2，……，N；

步骤2：根据参与控制的交流站点的备用电容器数量，通过离线仿真确定各交流站点的控制量；

步骤3：根据就地母线电压响应，控制备用电容器；根据直流换相失败信号，控制直流换流站配套调相机。

步骤2中所述通过离线仿真确定各交流站点的控制量，包括以下步骤：

基于电力系统安全稳定导则规定，备用电容器控制采取分轮分级控制方式；

电压跌落时，分轮次投入备用电容器，设定交流站点i的投入控制总轮数为K_pi，各轮投入定值为[U_ip1，t_ip1]，[U_ip2，t_ip2]，[U_ip3，t_ip3]…[U_ipk，t_ipk]…[U_ipKpi，t_ipKpi]，各轮投入电压跌落时的无功补偿容量Q_ip1、Q_ip2、Q_ip3…Q_ipk…Q_ipKpi，k＝1,2…K_pi；