[發明專利]一種提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的控制方法

有效

• 申請號: 201710085539.5
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106786725B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 潘磊;田杰;董云龍;黃如海;張寶順;盧宇;姜崇學;魯江;邱德鋒
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種交直流混合輸電技術，具體涉及一種提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的控制方法。

背景技術

基于晶閘管的電網換相高壓直流輸電系統具有輸電容量大、線路造價低、非同步聯網能力強，在遠距離大容量輸電及大區域聯網等方面具有很大優勢。直流輸電系統大密度接入交流電網，使得交、直流系統間相互影響日益復雜，給電網的安全穩定運行帶來巨大的挑戰。大功率直流系統的換相失敗故障比較常見，多由受端交流系統故障引發。換相失敗期間直流功率大幅下降，直流送端電網的同步發電機加速，如換相失敗持續時間短，直流功率能快速恢復，對系統的穩定運行影響不大，但連續換相失敗對系統穩定性的影響比較嚴重，連續換相失敗的反復沖擊可能引起送端機組相對功角失穩和重要交流聯絡斷面解列。

導致換相失敗故障的原因有很多，但當晶閘管及其觸發系統均正常工作時，發生換相失敗的主要原因是當受端電網發生故障時引起的電網電壓跌落或波動。目前直流輸電工程應用和已公開的專利主要是通過對直流輸電控制策略的優化來抑制換相失敗，大部分為增大關斷角或減小直流電流，可作為換相失敗的輔助預防手段，但無法從根本上避免換相失敗的發生。

近年來有人研究在直流輸電系統逆變站附近安裝大容量STATCOM以及大容量調相機來補償逆變站的無功功率，在系統故障時提高逆變站的電壓，從而減少逆變站發生換相失敗的概率，但該方法僅適合受端電網故障較輕的工況，當電網電壓跌落較嚴重時，補償電壓跌落所需要的無功容量非常大，現有無功補償裝置不能應對。

因此，有必要研究一種在故障時提高系統電壓效能力較強的結構及控制方法，解決現有無功補償裝置不能應對電網嚴重故障時的電壓跌落的問題。統一潮流控制器，又稱UPFC(Unified Power Flow Controller),是目前為止通用性最好的潮流控制裝置，其具有并聯補償、串聯補償和移相等不同的控制功能，除了穩態時可優化電網潮流外，暫態時可以通過其快速的電壓補償能力，提高其接入母線電壓。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的控制方法,可以在系統故障時快速有效的提高直流輸電系統逆變站的交流電壓，從而減小直流輸電換相失敗的機率。本發明控制方法基于的結構相比現在的抑制直流輸電換相失敗的結構具有較好的經濟性，該控制方法則具有更好的抑制效果和控制靈活性。

為了達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的控制方法，其特征在于：

上述提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的結構包括：直流輸電系統、統一潮流控制器和交流輸電系統；所述直流輸電系統逆變站的交流側和所述統一潮流控制器均接入上述交流輸電系統；所述統一潮流控制器布置在所述直流輸電系統逆變站的附近；

上述統一潮流控制器包括并聯側和串聯側兩部分；所述統一潮流控制器的串聯側包括串聯變壓器和串聯換流器，并聯側包括并聯變壓器和并聯換流器；所述統一潮流控制器的串聯變壓器一側繞組與所述串聯換流器的交流側連接，另一側繞組分相串入所述交流系統的三相交流線路；所述統一潮流控制器的并聯變壓器一側繞組與所述并聯換流器的交流側連接，另一側繞組接入所述交流輸電系統的交流母線。

上述提高直流輸電系統逆變站暫態電壓的控制方法：

1)、上述統一潮流控制器的串聯側運行在注入電壓控制模式，實時檢測所述直流輸電系統逆變站的交流電壓，設定一個串聯側注入電壓控制的參考值Uc_ref,設定一個功率控制運行模式時的上述交流電壓最低值Ubus_Lim；

2)、在檢測到所述直流輸電系統逆變站的交流電壓低于上述交流電壓最低值Ubus_Lim后，迅速控制上述統一潮流控制器的串聯側注入一個與上述直流輸電系統逆變站交流母線方向相同的電壓，提高統一潮流控制器接入母線的電壓，維持直流輸電系統逆變站的交流電壓在上述交流電壓最低值Ubus_Lim；之后進入步驟3；

3)、當檢測到直流輸電系統逆變站的交流電壓大于上述交流電壓最低值Ubus_Lim時，統一潮流控制器的串聯側自動恢復至控制注入電壓Uc_ref。

上述統一潮流控制器串聯側注入的電壓達到串聯變壓器的額定電壓值后，仍不能維持所述直流輸電系統逆變站的交流電壓在所述設定的交流電壓最低值Ubus_Lim，則所述統一潮流控制器保持串聯側注入的電壓保持為串聯變壓器的額定電壓值。

上述統一潮流控制器布置在所述直流輸電系統的逆變站交流場，所述統一潮流控制器控制的串聯側控制線路與所述直流輸電系統逆變站的換流變壓器接入同一交流母線。