[發明專利]一種同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201711465005.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108110783B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 黃勇;王慶;郭春義;楊鵬程;趙成勇;楊碩
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種同步調相機和LCC?HVDC之間的協調控制方法和裝置，先通過故障判斷模塊判斷交流系統是否發生故障，若是則根據LCC?HVDC的關斷角計算關斷角偏差，然后根據關斷角偏差確定電壓偏差，并根據電壓偏差計算同步調相機控制輸入量，最后根據同步調相機控制輸入量確定同步調相機的勵磁電壓，并根據同步調相機的勵磁電壓實現同步調相機和LCC?HVDC之間的協調控制，通過同步調相機和LCC?HVDC之間的協調控制提高了LCC?HVDC換相失敗抵御能力。本發明提供的技術方案能夠通過同步調相機輸出的無功功率穩定母線電壓的能力，提高LCC?HVDC的換相失敗抵御能力，降低LCC?HVDC發生換相失敗的概率。

技術領域

本發明涉及直流輸電技術領域，具體涉及一種同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制方法和裝置。

背景技術

由于近些年來在電力電子技術領域的重大發展，電網換相高壓直流輸電(line-commutated-converter high voltage direct current，LCC-HVDC)越來越引人注目。其憑借在遠距離大容量輸電、跨海峽輸電、交流系統互聯等方面的優勢在世界范圍內得到了廣泛的應用。但由于常規直流輸電系統采用無自關斷能力的晶閘管作為換流元件，需要一定強度的交流系統提供換相電壓，容易發生換相失敗。

換相失敗的過程如下：交流系統發生故障，使得交直流電壓降低、直流電流迅速增大或換相電壓相角偏移，從而引起逆變器關斷角減小，換流閥沒有足夠的時間用于恢復其正向阻斷能力，最終使應關斷的換流閥無法可靠關斷，當承受正向電壓時再次導通，引發換相失敗。這不僅會縮短換流閥壽命、增大換流變壓器直流偏磁損耗，還會造成直流功率大量損失，而連續換相失敗將對電網安全運行帶來更嚴峻的挑戰。

同步調相機作為旋轉設備，與SVC、STATCOM等基于電力電子技術的動態無功補償裝置相比，既可以為系統提供短路容量，又具有更好的過負荷能力，在降低直流送端暫態過電壓、抑制直流受端換相失敗以及利用強勵提高系統穩定性等方面具備獨特優勢。

將同步調相機作為無功補償設備接入直流輸電系統的逆變側母線，能夠起到故障時發出無功功率，穩定母線電壓的作用，進而能夠降低換相失敗發生概率。但目前同步調相機和LCC-HVDC相對獨立，缺少相應的協調控制措施，導致LCC-HVDC換相失敗抵御能力弱。

發明內容

為了克服上述現有技術中LCC-HVDC換相失敗抵御能力弱的不足，本發明提供一種同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制方法和裝置，先通過故障判斷模塊判斷交流系統是否發生故障，若是則根據LCC-HVDC的關斷角計算關斷角偏差，然后根據關斷角偏差確定電壓偏差，并根據電壓偏差計算同步調相機控制輸入量，最后根據同步調相機控制輸入量確定同步調相機的勵磁電壓，并根據同步調相機的勵磁電壓實現同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制，通過同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制提高了LCC-HVDC換相失敗抵御能力。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制方法，包括：

通過故障判斷模塊判斷交流系統是否發生故障，若是則根據LCC-HVDC的關斷角計算關斷角偏差；

將關斷角偏差依次經過PI環節和限幅環節，得到電壓偏差，并根據電壓偏差計算同步調相機控制輸入量；

根據同步調相機控制輸入量確定同步調相機的勵磁電壓，并根據同步調相機的勵磁電壓實現同步調相機和LCC-HVDC之間的協調控制。

根據LCC-HVDC的關斷角按下式計算關斷角偏差：

Δγ＝γ_set-γ