[發(fā)明專利]一種抑制交流暫時(shí)過(guò)電壓的特高壓直流輸電控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710396411.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107017654B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕予非;張鵬;姜振超;李小鵬;劉明忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;H02J3/16
• 代理公司: 成都行之專利代理有限公司 51220
• 代理人: 王記明

本發(fā)明公開(kāi)了一種抑制交流暫時(shí)過(guò)電壓的特高壓直流輸電控制裝置，包括電壓電流測(cè)量端、電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、控制率生成單元、控制輸出量計(jì)算單元、控制啟動(dòng)/退出單元、特高壓直流輸電逆變側(cè)控制系統(tǒng)和特高壓直流輸電整流側(cè)控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)連接；所述電壓電流測(cè)量端與控制啟動(dòng)/退出單元、控制輸出量計(jì)算單元相連；電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)與控制率生成單元相連；控制率生成單元與控制輸出量計(jì)算單元；控制啟動(dòng)/退出單元與控制輸出量計(jì)算單元相連；控制輸出量計(jì)算單元分別與特高壓直流輸電逆變側(cè)控制系統(tǒng)、特高壓直流輸電整流側(cè)控制系統(tǒng)相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓直流輸電領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)用于抑制交流暫時(shí)過(guò)電壓的特高壓壓直流控制裝置。

背景技術(shù)

高壓直流輸電技術(shù)由于其在遠(yuǎn)距離大容量輸電、異步電網(wǎng)互聯(lián)領(lǐng)域所具有的優(yōu)勢(shì)，在中國(guó)、印度、韓國(guó)、巴西等國(guó)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。電流源型直流輸電工程以晶閘管作為主要換流元件，正常運(yùn)行時(shí)需消耗輸送功率50％～60％的無(wú)功功率。以±800kV/8000MW的特高壓直流工程為例，滿功率運(yùn)行時(shí)晶閘管換流器消耗無(wú)功則可高達(dá)6400Mvar。為了消除大量無(wú)功消耗對(duì)交流系統(tǒng)的影響，換流站內(nèi)往往裝設(shè)大量無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)的無(wú)功平衡。

然而，一旦直流輸電工程由于線路故障等原因出現(xiàn)外送功率受阻，在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備切除之前，換流站過(guò)剩無(wú)功將倒送交流系統(tǒng)，在換流站的交流母線上極易出現(xiàn)明顯的電壓抬升。特別地，在高壓直流輸電工程建設(shè)初期，送端換流站近區(qū)交流電網(wǎng)短路電流水平偏低，電壓調(diào)節(jié)能力弱，在此工況下甚至可能出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)電壓。考慮到直流線路故障后的重啟策略，此類過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間極有可能接近1s，超過(guò)換流站過(guò)電壓保護(hù)或者換流閥大觸發(fā)角監(jiān)視保護(hù)的定值，保護(hù)誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)較高。

直流功率受阻導(dǎo)致送端弱交流電網(wǎng)過(guò)電壓?jiǎn)栴}一直以來(lái)就是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。有學(xué)者針對(duì)直流系統(tǒng)接入弱交流電網(wǎng)實(shí)例，分析了電網(wǎng)短路比與直流閉鎖后所導(dǎo)致的過(guò)電壓的關(guān)系，并根據(jù)不同系統(tǒng)強(qiáng)度給出了過(guò)電壓的參考值。同時(shí)，有文獻(xiàn)仿真分析了有效短路比、換相電抗等對(duì)直流完全閉鎖下最嚴(yán)重過(guò)電壓的影響，并結(jié)合加拿大、挪威等地區(qū)直流系統(tǒng)，給出了過(guò)電壓仿真結(jié)果。于此同時(shí)，大量學(xué)者還分析了考慮此類過(guò)電壓對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響，研究了高壓直流系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償容量的決定因素及不同無(wú)功補(bǔ)償裝置的動(dòng)態(tài)特性，并以此為基礎(chǔ)提出了相應(yīng)的安全控制策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在交流電網(wǎng)電壓嚴(yán)重升高期間，在保持近區(qū)健全直流輸電工程功率恒定的基礎(chǔ)上，短時(shí)提升換流器消耗的無(wú)功功率，抑制送端弱交流電網(wǎng)過(guò)電壓的產(chǎn)生，目的在于提供一種抑制交流暫時(shí)過(guò)電壓的特高壓直流輸電控制裝置，解決上述的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種抑制交流暫時(shí)過(guò)電壓的特高壓直流輸電控制裝置，包括電壓電流測(cè)量端、電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、控制率生成單元、控制輸出量計(jì)算單元、控制啟動(dòng)/退出單元、特高壓直流輸電逆變側(cè)控制系統(tǒng)和特高壓直流輸電整流側(cè)控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)連接；所述電壓電流測(cè)量端與控制啟動(dòng)/退出單元、控制輸出量計(jì)算單元相連；電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)與控制率生成單元相連；控制率生成單元與控制輸出量計(jì)算單元；控制啟動(dòng)/退出單元與控制輸出量計(jì)算單元相連；控制輸出量計(jì)算單元分別與特高壓直流輸電逆變側(cè)控制系統(tǒng)、特高壓直流輸電整流側(cè)控制系統(tǒng)相連。

所述電壓電流測(cè)量端：用于測(cè)量交流系統(tǒng)電壓有效值U_acM以及直流輸電系統(tǒng)的直流電壓Ud及直流電流Id；電壓電流測(cè)量端采用交流電壓互感器、直流分壓器以及直流電流互感器對(duì)電壓電流進(jìn)行測(cè)量。所述電壓電流測(cè)量端通過(guò)測(cè)量得到的交流系統(tǒng)電壓有效值U_acM,將交流系統(tǒng)的電壓有效值U_acM發(fā)送給控制啟動(dòng)/退出單元及控制輸出量計(jì)算單元；測(cè)量得到的直流輸電系統(tǒng)的直流電壓Ud及直流電流Id將送給控制輸出量計(jì)算單元。

所述電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)：用于向控制裝置提供電網(wǎng)運(yùn)行方式；SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。