[發(fā)明專利]高壓直流輸電線路經(jīng)同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償后的快速穩(wěn)壓控制方法

有效

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• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107947215B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯曉崢;李修金;劉一丹;施琳;王抗;田濤;喻春雷;單哲;張志宏;張敬;王瑤;王譜宇;黨睿;汪永坤;劉興;顧偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司;南京理工大學(xué);東南大學(xué);國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松;董建林

本發(fā)明公開了一種高壓直流輸電線路經(jīng)同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償后的快速穩(wěn)壓控制方法，首先檢測高壓直流輸電線路逆變側(cè)線路電壓值，通過把逆變側(cè)線路電壓值標(biāo)幺化后與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較得到其差值。該差值通過限幅環(huán)節(jié)與比例環(huán)節(jié)后將其加在勵磁機(jī)輸入端的標(biāo)準(zhǔn)值上，最后在將兩者的和接入勵磁機(jī)的輸入端。即對于高壓直流輸電線路采用同步調(diào)相機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償后出現(xiàn)電壓波動的情況下，利用上述的控制方法可以快速地穩(wěn)定逆變側(cè)線路電壓，抑制同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償電壓之后出現(xiàn)的電壓波動。本發(fā)明不僅能夠有效的抑制同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償電壓后出現(xiàn)的電壓波動，同時對同步調(diào)相機(jī)并網(wǎng)過程中的電壓波動也有一定的抑制作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓直流輸電線路經(jīng)同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償后的快速穩(wěn)壓控制方法，屬于高壓直流輸電穩(wěn)壓控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著遠(yuǎn)距離直流輸電技術(shù)的日益成熟，高壓直流輸電的經(jīng)濟(jì)性得到了保證，高壓直流輸電系統(tǒng)得到了大規(guī)模的建設(shè)，直流輸電系統(tǒng)的電壓等級不斷提高，容量飛速增長。直流輸電系統(tǒng)的安全運(yùn)行需要交流電網(wǎng)提供充足的無功功率。對于現(xiàn)有的靜止無功補(bǔ)償手段，同步調(diào)相機(jī)的無功輸出不受電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，可以在自動勵磁控制系統(tǒng)(AVR)的作用下實(shí)現(xiàn)快速的無功電能輸出。

同步調(diào)相機(jī)是處于無負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下的一種特殊同步電動機(jī)，它的作用是從電網(wǎng)吸收無功或者是向電網(wǎng)提供無功功率。由于其不帶機(jī)械負(fù)載，也沒有機(jī)械能量輸入，因此調(diào)相機(jī)不會與電網(wǎng)發(fā)生有用能量交換，相應(yīng)的，調(diào)相機(jī)的機(jī)端電壓U和定子電流I之間的相位差為90°。隨著勵磁系統(tǒng)對轉(zhuǎn)子勵磁磁通Φ₀的調(diào)節(jié)，調(diào)相機(jī)定子內(nèi)由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的空載反電勢E₀的幅值也發(fā)生著變化，當(dāng)勵磁電流較大時，空載反電勢的幅值E₀大于網(wǎng)側(cè)電壓U，定子電流I的相位超前于U，調(diào)相機(jī)表現(xiàn)為電容器，輸出感性無功。當(dāng)調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子勵磁不足時，由于空載反電勢小于網(wǎng)側(cè)電壓，調(diào)相機(jī)表現(xiàn)為電感器，吸收感性無功。由向量圖可知，調(diào)相機(jī)輸出的感性無功電流大小不僅取決于空載反電勢E₀，還決定于網(wǎng)側(cè)電壓U和電機(jī)定子電抗X_a。

調(diào)相機(jī)作為常見的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，對電網(wǎng)的作用如下：(1)為電網(wǎng)的無功電壓調(diào)節(jié)提供有效的技術(shù)手段，利用實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)逆調(diào)壓；(2)為高比例直流受電的局部電網(wǎng)提供有效的動態(tài)無功支撐，從而提高電網(wǎng)的動態(tài)電壓穩(wěn)定裕度；提高直流站的短路比，增強(qiáng)直流站接入的交流系統(tǒng)。(3)減小交流電網(wǎng)故障時直流換相失敗的范圍和概率，從而簡化特高直流送受端電網(wǎng)間的運(yùn)行制約關(guān)系。

隨著電力電子技術(shù)的成熟，電網(wǎng)的無功補(bǔ)償裝置逐漸轉(zhuǎn)向了靜止無功補(bǔ)償設(shè)備。長時間的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)空白使得電力公司運(yùn)維單位缺乏對大型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。目前，國內(nèi)外對同步調(diào)相機(jī)這一較為成熟的電機(jī)研究的較少，研究的中心放在調(diào)相機(jī)的參數(shù)辨識，暫態(tài)過程和暫態(tài)性能研究等方面。對于同步調(diào)相機(jī)對交直流輸電系統(tǒng)的電壓補(bǔ)償還沒有進(jìn)行研究，特別是同步調(diào)相機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償時的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供高壓直流輸電線路經(jīng)同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償后的快速穩(wěn)壓控制方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高壓直流輸電線路經(jīng)同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償后的快速穩(wěn)壓控制方法，包括步驟如下：

第一步，檢測高壓直流輸電線路逆變側(cè)線路電壓值；

第二步，求取線路電壓標(biāo)幺值與標(biāo)準(zhǔn)值1之間的差值，即得到線路電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的標(biāo)幺化的誤差值；

第三步，對誤差值進(jìn)行處理；