[發(fā)明專利]一種動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210337863.9
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102856911A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁志昌
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/50
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)的控制方法，屬于電力系統(tǒng)的電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

動態(tài)無功補償裝置是現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用，包括以晶閘管為開關(guān)器件的靜止無功補償器(SVC)和以可關(guān)斷器件(IGBT，IGCT)為開關(guān)器件的靜止同步無功發(fā)生器(STATCOM)，這些設(shè)備應(yīng)用于輸電網(wǎng)時，可在系統(tǒng)故障后動態(tài)地提供電壓支撐，確保母線電壓的穩(wěn)定性，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，防止因暫態(tài)電壓崩潰導(dǎo)致的負荷損失以及大面積惡性停電事故。此外STATCOM還能實現(xiàn)日常自動電壓調(diào)節(jié)、抑制線路低頻功率振蕩等功能，是電網(wǎng)實現(xiàn)可控化和智能化的主要手段之一。

近年來，國內(nèi)外一些電網(wǎng)已開展利用大容量動態(tài)無功補償裝置提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的工程實踐。在接入輸電網(wǎng)的系統(tǒng)控制方法方面，國內(nèi)外已投運的輸電網(wǎng)大容量動態(tài)無功補償裝置大多采用單一的控制目標(biāo)，即以并網(wǎng)點電壓作為反饋調(diào)節(jié)的目標(biāo)，提供暫態(tài)電壓支撐。部分文獻研究了利用大容量動態(tài)無功補償裝置提高輸電網(wǎng)抑制線路低頻功率振蕩能力的可行性，得到一些理論分析和仿真試驗結(jié)果，但是目前還沒有實際投入運行的案例。

根據(jù)動態(tài)無功補償裝置的工作原理，應(yīng)用于輸電網(wǎng)時，可以提供暫態(tài)電壓支撐、日常穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、參與自動電壓控制(AVC)調(diào)節(jié)、抑制低頻振蕩模式。然而目前尚未有人提出將這些功能綜合在一起的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是一種動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)的控制方法，將動態(tài)無功補償裝置具有的暫態(tài)電壓控制、穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、參與AVC調(diào)節(jié)、抑制低頻功率振蕩等功能模式協(xié)調(diào)起來，根據(jù)動態(tài)無功補償裝置接入電網(wǎng)點的電壓以及站內(nèi)并聯(lián)補償設(shè)備的投切狀態(tài)自動選取裝置的運行模式，以充分發(fā)揮大容量動態(tài)無功補償裝置豐富靈活的控制能力，有效提高輸電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定水平。

本發(fā)明提出的動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)的控制方法，包括以下步驟：

(1)當(dāng)動態(tài)無功補償裝置的一個控制周期到來時，實時測量動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)處并網(wǎng)點的電壓有效值U_pcc和電流有效值I_pcc；

(2)當(dāng)上述控制周期到來時，檢測動態(tài)無功補償裝置所在變電站內(nèi)并聯(lián)電容和并聯(lián)電抗的開關(guān)狀態(tài)；

(3)設(shè)定動態(tài)無功補償裝置接入輸電網(wǎng)處并網(wǎng)點的電壓參考值U_ref，根據(jù)步驟(1)的電壓測量值U_pcc和電壓參考值U_ref，計算動態(tài)無功補償裝置暫態(tài)電壓控制模式時的無功功率參考值Q_TVR，具體包括以下步驟：

(3-1)計算上述電壓測量值U_pcc和電壓參考值U_ref的差值ΔU，ΔU=U_pcc-U_ref；

(3-2)利用相位補償傳遞函數(shù)：對電壓差值ΔU進行相位補償計算，得到相位補償后的電壓差信號ΔU_comp，其中s為相位補償傳遞函數(shù)中的復(fù)頻率算子，T₁和T₂分別為相位校正參數(shù)，T₁=0.01秒，T₂=0.03秒；

(3-3)利用比例積分傳遞函數(shù)：根據(jù)上述相位補償后的電壓差信號ΔU_comp計算動態(tài)無功補償裝置暫態(tài)電壓控制的無功功率需求值Q_V，其中s為比例積分傳遞函數(shù)中的復(fù)頻率算子，K_v為比例系數(shù)，取值為K_v=4～10，T_v為積分時間常數(shù)，T_v=0.005～0.01秒；