[發明專利]柔性直流輸電裝置及其控制方法和控制裝置

在審

• 申請號: 201710738398.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107332268A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 黃建濤;陳默;謝珉
• 申請（專利權）人: 上海船舶研究設計院(中國船舶工業集團公司第六0四研究院）
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王術蘭

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其是涉及一種柔性直流輸電裝置及其控制方法和控制裝置。

背景技術

柔性直流輸電(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current Transmission，VSC-HVDC)裝置常用于電網互聯，并對其傳輸有功功率和無功功率進行分別控制。在電網發生負荷突增并造成電壓暫降時，柔性直流輸電裝置傳輸的有功功率仍維持不變，無功功率則根據電網的電壓進行輸出控制。而受限于柔性直流輸電裝置本身的容量，其能夠輸出的無功功率有限，調節電壓的能力也有限，從而可能導致電網發生電壓暫降，不滿足電網相關規范要求。

為能夠有效治理電壓暫降，柔性直流輸電裝置需為無功功率預留較大容量。而電網中負荷突增多為大電機啟動引起，為瞬時過程，具有時間短，沖擊大的特點，為該情況特地采用較大容量的柔性直流輸電裝置會產生一定的浪費，增大投資成本。

針對上述現有技術中柔性直流輸電裝置應對電壓暫降能力有限的問題，目前尚未提出有效解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種柔性直流輸電裝置及其控制方法和控制裝置，以協調控制有功功率及無功功率，能夠更大效率利用裝置容量抬升電網電壓，有效治理電壓暫降。

第一方面，本發明實施例提供了一種柔性直流輸電裝置的控制方法，包括：當電網的負荷端電壓低于標準值時，檢測上述裝置當前的總輸出功率；如果總輸出功率未達到裝置的總容量，提高裝置的無功功率的輸出值，直至負荷端電壓達到標準值或無功功率的輸出值達到飽和無功容量；如果無功功率的輸出值達到飽和無功容量，獲取當前的負荷端電壓與標準值的偏差；當偏差超過閾值時，分別調整有功功率的輸出值和無功功率的輸出值，以使偏差小于閾值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，提高裝置的無功功率的輸出值的步驟，包括：按照設定的幅度值逐步提高裝置的無功功率的輸出值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，分別調整有功功率的輸出值和無功功率的輸出值的步驟，包括：根據偏差和有功功率的設定值確定有功功率的輸出參考值；根據輸出參考值和裝置的總容量確定無功功率的理論輸出值；設置有功功率的輸出值為輸出參考值，無功功率的輸出值為理論輸出值。

結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，根據偏差和有功功率的設定值確定有功功率的輸出參考值的步驟，包括：按照以下算式計算有功功率的輸出參考值：P'_ref＝P_ref(1-L)+0.707S*L；其中，P＇_ref為輸出參考值；P_ref為有功功率的設定值；L為與偏差和閾值對應的偏差值系數，取值區間為[-1,1]；S為裝置的總容量。

結合第一方面的第三種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，根據輸出參考值和裝置的總容量確定無功功率的理論輸出值的步驟，包括：按照以下算式計算無功功率的理論輸出值：其中，Q為無功功率的理論輸出值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，還包括：當電網的負荷端電壓高于標準值時，降低裝置的無功功率的輸出值，直至負荷端電壓達到標準值或無功功率的輸出值達到最小值；如果無功功率的輸出值達到最小值，獲取當前的負荷端電壓與標準值的差值；當差值超過閾值時，分別調整有功功率的輸出值和無功功率的輸出值，以使差值小于閾值。

第二方面，本發明實施例還提供一種柔性直流輸電裝置的控制裝置，包括：檢測模塊，用于當電網的負荷端電壓低于標準值時，檢測上述裝置當前的總輸出功率；無功功率調整模塊，用于如果總輸出功率未達到裝置的總容量，提高裝置的無功功率的輸出值，直至負荷端電壓達到標準值或無功功率的輸出值達到飽和無功容量；電壓偏差獲取模塊，用于如果無功功率的輸出值達到飽和無功容量，獲取當前的負荷端電壓與標準值的偏差；協調控制模塊，用于當偏差超過閾值時，分別調整有功功率的輸出值和無功功率的輸出值，以使偏差小于閾值。