[發明專利]換流站無功功率控制方法和系統

在審

• 申請號: 201610211859.6
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105720589A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 傅闖;汪娟娟;梁澤勇;李子林;李瑤佳
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 陳金普

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電技術領域，特別是涉及一種換流站無功功率控制方法和系統。

背景技術

高壓直流輸電(HVDC，HighVoltageDirectCurrentTransmission)由于輸送容量大且損耗小、功率調節靈活可靠、不存在同步運行的穩定問題、可實現電力系統之間的非同步聯網等優點，在遠距離大容量直流輸電、背靠背直流聯網、跨海峽直流海底電纜輸電、交直流系統混聯等方面都得到了廣泛應用。

由于換流器是非線性元件，因而換流器在運行過程中需要消耗大量無功功率，約為直流功率的40％～60％。因而換流站都配置無功功率控制功能，通過投切交流濾波器調整無功補償設備的投入容量，將交直流系統間的無功交換量控制在一定范圍內，或將交流母線電壓控制在一定范圍內。換流站消耗無功功率的大小，與系統控制方式、直流輸送功率、直流電壓、直流電流、換相角和換相電抗都有關系。在高壓直流輸電系統無功控制中，常用逐步增加直流輸電有功功率，根據無功功率數值的變化決定無功補償裝置投切策略。

另外，當直流輸送功率水平較低時，由于受換流站交流濾波器設備性能和接入點諧波性能的限制，投入的交流濾波器容量可能遠大于換流器的無功消耗量，將產生大量無功剩余。為此，部分直流輸電工程中配置了針對直流低負荷下的無功控制功能，根據預設工況直接增大換流器的觸發角，增大換流器的無功消耗，達到減小交直流系統無功交換的目的。

現有高壓直流輸電系統的換流站無功功率控制的方法是完全根據離線計算數據實施的，對換流站與交流系統間的無功交換量的調節是靜態、有級調節，沒有充分利用換流器的無功動態調節能力。

發明內容

發明的目的在于提供一種換流站無功功率控制方法和系統，可以充分發揮換流器的無功動態調節能力。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種換流站無功功率控制方法，包括：

采集換流站內投入的交流濾波器所提供的總無功功率值，并獲取預設的所述換流站和交流系統交換的無功功率期望值；

對所述總無功功率值和所述無功功率期望值求和得到所述換流站內的換流器消耗的無功功率指令值；

根據所述無功功率指令值以及預設的所述換流站的直流功率指令值獲取所述換流站的直流電壓指令值；

根據所述直流電壓指令值以及所述直流功率指令值獲取所述換流站的直流電流指令值；

按照所述直流電壓指令值和所述直流電流指令值對所述換流站進行控制。

一種換流站無功功率控制系統，包括：

采集模塊，用于采集換流站內投入的交流濾波器所提供的總無功功率值，并獲取預設的所述換流站和交流系統所交換的無功功率期望值；

求和模塊，用于對所述總無功功率值和所述無功功率期望值求和得到所述換流站內的換流器消耗的無功功率指令值；

第一處理模塊，用于根據所述無功功率指令值以及預設的直流功率指令值獲取直流電壓指令值；

第二處理模塊，用于根據所述直流電壓指令值以及所述直流功率指令值獲取直流電流指令值；

控制模塊，用于按照所述直流電壓指令值和所述直流電流指令值對所述換流站進行控制。

依據上述本發明的方案，其是采集換流站內投入的交流濾波器所提供的總無功功率值，并獲取預設的所述換流站和交流系統交換的無功功率期望值，對所述總無功功率值和所述無功功率期望值求和得到所述換流站內的換流器消耗的無功功率指令值，根據所述無功功率指令值以及預設的所述換流站的直流功率指令值獲取所述換流站的直流電壓指令值，根據所述直流電壓指令值以及所述直流功率指令值獲取所述換流站的直流電流指令值，按照所述直流電壓指令值和所述直流電流指令值對所述換流站進行控制；由于是按照所述直流電壓指令值和所述直流電流指令值對所述換流站進行控制，而所述直流電壓指令值和所述直流電流指令值是基于實時采集的換流站內投入的交流濾波器所提供的總無功功率值、以及預設的無功功率期望值、預設的直流功率指令值獲得的，可以確保輸送有功功率不變的同時實現對換流站與交流系統交換無功功率控制的目的，充分發揮換流器動態無功功率調節能力。

附圖說明

圖1為本發明實施例一換流站無功功率控制方法的實現流程示意圖；

圖2為本發明的整流站與交流系統交換無功功率的“開環+閉環”控制流程示意圖；

圖3為一個示例中的CIGRE直流輸電標準測試系統的直流系統模型結構示意；

圖4為未使用本發明實施例方案時的交直流系統無功交換情況；