[發明專利]一種直流輸電系統及其后備無功控制裝置

有效

• 申請號: 201811289694.X
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109599882B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 艾紅杰;嚴兵;王亞濤;熊飛;周仁偉;張群;蘆明明;吳金波;王祺元;楊成飛;趙倩;王柏恒
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發明提供一種直流輸電系統及其后備無功控制裝置，后備無功控制裝置包括無功控制單元和測控單元；測控單元與無功控制單元連接，并設有用于檢測交流母線電壓、各交流濾波器投切狀態以及直流輸電系統的電壓和電流的接口，將檢測到的信息發送給無功控制單元；無功控制單元連接交流濾波器的控制接口和站控主機，獲取站控主機工作狀態的接口；無功控制單元用于根據站控主機的工作狀態、從測控單元接收到的母線電壓信息和當前功率水平值，向各交流濾波器的控制接口發送控制命令。本發明提供的技術方案無需與極控單元通信即可控制系統交換無功功率，維持交流母線電壓穩定，從而解決直流輸電系統雙套無功控制主機均不可用后系統穩定控制的問題。

技術領域

本發明屬于直流輸電系統無功補償控制技術領域，具體涉及一種直流輸電系統及其后備無功控制裝置。

背景技術

隨著直流特高壓/超高壓工程的相繼投運，特高壓直流輸電系統的穩定運行對整個電網系統的穩定運行越來越重要，這就要求控制系統具有更高的可靠性。

目前特高壓控制系統的無功控制主要有兩種方式：

第一種是無功控制裝置獨立配置，即采用獨立配置的無功控制裝置對直流系統進行無功補償；這種方式的優點是結構清晰，控制簡單，缺點是無功控制主機均故障時，后備策略是否完整將直接影響系統能夠溫度運行；

第二種是將無功控制裝置設置在極控系統中，即通過極控系統下發無功控制命令，如圖1所示；這種方式的優點在于能夠避免雙極控層控制退出情況下全站濾波器/電容器無法控制的狀況，以及降低雙極層控制退出情況下系統停運風險，缺點是系統接口設計復雜，控制邏輯復雜，并且可靠性差，一旦極控層出現故障，將不能進行無功補償。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直流輸電系統后備無功控制裝置，用于解決雙套直流站控主機均不可用情況下，直流輸電系統無功控制平衡，交流母線電壓穩定的問題；相應的，本發明還提供了一種采用該后備無功控制裝置的直流輸電系統。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種直流輸電系統的后備無功控制裝置，包括無功控制單元和測控單元；

所述測控單元與無功控制單元連接，并設有用于檢測交流母線電壓、各交流濾波器投切狀態以及直流輸電系統的電壓和電流的接口，用于根據交流母線的電壓和直流輸電系統的電壓、電流計算當前的功率水平，并將檢測到的信息發送給無功控制單元；

所述無功控制單元設有用于連接交流濾波器的控制接口，以及用于連接站控主機，獲取站控主機工作狀態的接口；

所述無功控制單元用于根據站控主機的工作狀態、從測控單元接收到的母線電壓信息和當前功率水平值，向各交流濾波器的控制接口發送控制命令。

本發明所提供的技術方案，僅根據測控單元檢測到的交流母線電壓信息和根據測量到的直流系統電壓電流計算的當前功率水平，無需與極控單元通信即可控制系統交換無功功率，維持交流母線電壓穩定，從而解決直流輸電系統雙套無功控制主機均不可用后系統穩定控制的問題。

作為對無功控制單元的進一步改進，無功控制單元向各交流濾波器控制接口發送控制命令的邏輯為：

當無功控制單元獲取到站控主機工作狀態異常的信息后，根據測量到的直流系統電壓和電流值計算出當前交流母線的功率水平，判斷當前功率水平下濾波器數量是否滿足補償需求，如果不滿足則投入相應數量的絕對最小濾波器。

作為對各交流濾波器投切順序的進一步改進，為了保證各交流濾波器的使用率均衡，根據各交流濾波器投入的優先級選擇需要投入的交流濾波器，根據各已經投入的交流濾波器切除的優先級選擇需要切除的交流濾波器。

作為對交流濾波器投入優先級和切除優先級的進一步改進，當交流濾波器的投入優先級越高時，其切除優先級越低。