[發明專利]配置逆變站動態無功補償容量的方法及系統

在審

• 申請號: 201811265769.0
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109378827A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 聶金峰;周保榮;姚文峰;李鴻鑫;郭知非;黃東啟;王彤;蘇祥瑞
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種配置逆變站動態無功補償容量的方法及系統，包括：通過逆變站綜合動態無功需求特性曲線獲取無功需求穩態值和無功需求最大值；以逆變站換流母線為端口，對交流系統進行戴維南等效，獲取戴維南等效參數；根據所述戴維南等效參數計算維持所述換流母線最低電壓所需的最小動態無功需求，根據所述最小動態無功需求計算最小動態無功補償容量；根據逆變站動態無功需求全部被補償的原則，計算動態無功補償最佳容量；輸出動態無功補償的配置容量，其中所述動態無功補償的配置容量為介于最小動態無功補償容量與動態無功補償最佳容量之間的容量值。能夠解決現有技術中確定動態無功補償容量時計算量大、缺乏定量評價依據、對工程設計人員的經驗依賴性大的問題。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種配置逆變站動態無功補償容量的方法及系統。

背景技術

常規直流逆變站正常運行時消耗無功功率約為有功功率的50％，一般由換流站內安裝的濾波器和電容器等無功補償設備進行補償。在穩態情況下，逆變站與交流系統交換無功功率規模一般較小。但是當系統發生大擾動導致換流母線電壓大幅跌落時，在直流系統功率恢復過程中換流器消耗的無功功率大幅增加，無功功率需求峰值往往達到70％～80％，且由于在暫態過程中并聯濾波器和電容器組尚未響應，因此需要從交流系統吸收大量無功功率，往往可達到直流傳輸功率的20％以上，從而帶來恢復期間的大量動態無功需求。若受端系統動態無功支撐能力不足，將可能導致大擾動后電壓長期無法恢復，出現電壓失穩問題。

為了解決多直流饋入受端電網動態無功支撐不足、提高電網電壓穩定水平的問題，需要在電網中適當配置動態無功補償設備，如STATCOM、SVC、調相機等。然而，如何合理確定動態無功補償容量則是困擾電網規劃設計專業人員的一大難題。目前雖然針對如何確定動態無功補償設備的安裝容量開展了大量的研究，但現有研究主要采用多方案比選的方法，對不同的容量方案進行大量仿真分析，再根據仿真結論選擇技術經濟較優的方案作為推薦的工程方案。計算量大，缺乏定量評價依據，對工程設計人員的經驗依賴性大，效果不理想。

發明內容

針對上述問題，本發明從補償常規直流逆變站動態無功需求的角度出發，設計了一種配置逆變站動態無功補償容量的方法和系統。利用本發明，可快速計算出逆變站需要配置的動態無功補償設備的最佳容量和最低容量，從而滿足實際工程設計需要。

本發明實施例提供了一種配置逆變站動態無功補償容量的方法，其特征在于，包括步驟：

通過逆變站綜合動態無功需求特性曲線獲取無功需求穩態值和無功需求最大值；

以逆變站換流母線為端口，對交流系統進行戴維南等效，獲取戴維南等效參數；

根據所述戴維南等效參數計算維持所述換流母線最低電壓所需的最小動態無功需求，根據所述最小動態無功需求計算最小動態無功補償容量；

根據逆變站動態無功需求全部被補償的原則，計算動態無功補償最佳容量；

輸出動態無功補償的配置容量，其中所述動態無功補償的配置容量為介于最小動態無功補償容量與動態無功補償最佳容量之間的容量值。

優選地，所述動態無功補償的配置容量為動態無功補償最佳容量。

優選地，所述逆變站綜合動態無功需求特性曲線通過以下步驟獲?。?/p>

根據運行方式集、故障集、控制策略集生成綜合的運行工況集；

采用掃描遍歷計算方法，對各種運行工況進行逐一掃描計算，獲取所述各種運行工況下逆變站的動態無功需求特性曲線；

將各種運行工況下的無功需求特性曲線進行綜合獲取逆變站綜合動態無功需求特性曲線。

優選地，所述根據所述戴維南等效參數計算維持所述換流母線最低電壓所需的最小動態無功需求，根據所述最小動態無功需求計算最小動態無功補償容量的實現步驟為：