[發(fā)明專利]適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910602506.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN110729753A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅勇;周劍;謝惠藩;陳剛;劉洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46;H02J3/24
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明公開了一種適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法，特別是一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)送端孤島運(yùn)行時(shí)，送端水電廠機(jī)組頻率及電壓優(yōu)化控制方法。本發(fā)明的適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法，是當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)送端主動(dòng)安排或被動(dòng)跳進(jìn)孤島運(yùn)行時(shí)，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、PSS裝置進(jìn)行控制邏輯及參數(shù)優(yōu)化。高壓直流輸電系統(tǒng)送端主動(dòng)安排或被動(dòng)跳進(jìn)孤島運(yùn)行時(shí)，孤島系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、短路容量不足，發(fā)生直流閉鎖等嚴(yán)重故障時(shí)存在高頻率、過電壓或超低頻振蕩等問題，威脅孤島系統(tǒng)和設(shè)備安全運(yùn)行。本發(fā)明能夠兼顧高頻、過低壓抑制及孤島系統(tǒng)超低頻振蕩等穩(wěn)定問題，有效保障孤島系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法，特別是一種適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的水電廠側(cè)機(jī)組頻率及電壓的優(yōu)化控制方法。

背景技術(shù)

近年來直流輸電系統(tǒng)以其傳輸容量大、距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)在我國及全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。但是，我國西部水電基地近區(qū)交流網(wǎng)架往往較為薄弱，直流送端系統(tǒng)與主網(wǎng)聯(lián)系較弱，為降低直流閉鎖對(duì)系統(tǒng)影響、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，大容量直流系統(tǒng)送端存在主動(dòng)安排孤島運(yùn)行或被動(dòng)跳進(jìn)孤島的運(yùn)行方式。直流送端孤島方式運(yùn)行時(shí)，因孤島系統(tǒng)短路容量不足，運(yùn)行中存在著嚴(yán)重的高頻、過電壓及穩(wěn)定等問題，具體如下：

(1)孤島系統(tǒng)發(fā)生直流閉鎖、機(jī)組跳閘等故障時(shí)，孤島系統(tǒng)頻率將大幅上升或下降，需要充分發(fā)揮直流及機(jī)組快速調(diào)節(jié)能力以穩(wěn)定系統(tǒng)頻率，對(duì)于機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)需盡可能快速調(diào)節(jié)以減輕孤島系統(tǒng)有功不平衡問題；

(2)孤島系統(tǒng)因機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量少，提供的動(dòng)態(tài)阻尼不足，特別是水輪機(jī)因水流慣性時(shí)間常數(shù)(TW)影響，在超低頻段(一般為0.03Hz-0.1Hz)易呈現(xiàn)阻尼不足甚至可能提供負(fù)阻尼，而直流本身作為剛性負(fù)荷，無法對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)提供阻尼，因此，孤島系統(tǒng)水電機(jī)組易激發(fā)出超低頻振蕩。國內(nèi)實(shí)際直流孤島調(diào)試或運(yùn)行中，也多次發(fā)生超低頻振蕩問題，威脅孤島系統(tǒng)安全運(yùn)行；

(3)孤島系統(tǒng)過電壓?jiǎn)栴}。直流送端孤島運(yùn)行時(shí)，直流單極閉鎖、機(jī)組跳閘等都會(huì)引發(fā)頻率的大幅波動(dòng)，根據(jù)目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的雙輸入型PSS2A、PSS2B 裝置的基本原理，頻率上升將會(huì)引發(fā)PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)正向輸出，頻率下降則會(huì)引發(fā)PSS反向輸出，進(jìn)而導(dǎo)致孤島系統(tǒng)內(nèi)電壓大幅波動(dòng)；同時(shí)，孤島系統(tǒng)一旦發(fā)生直流雙極閉鎖，因大量濾波器過剩，必然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的過電壓，直流側(cè)一般采取快速聯(lián)切全部濾波器措施以控制過電壓水平，但是對(duì)于電廠側(cè)機(jī)組，頻率的大幅快速上升必然也導(dǎo)致PSS裝置正向輸出，電廠大量發(fā)出無功功率，進(jìn)一步惡化了孤島系統(tǒng)過電壓水平。因此，必須采取合理措施，適當(dāng)限制或消除PSS 調(diào)節(jié)對(duì)于孤島系統(tǒng)電壓的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法。本發(fā)明充分發(fā)揮機(jī)組調(diào)節(jié)能力，改善孤島系統(tǒng)運(yùn)行特性及孤島運(yùn)行條件，保障設(shè)備的安全。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的適用于高壓直流送端孤島運(yùn)行的機(jī)組頻率及電壓控制方法，當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)送端主動(dòng)安排或被動(dòng)跳進(jìn)孤島運(yùn)行時(shí)，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、PSS裝置進(jìn)行控制邏輯及參數(shù)優(yōu)化。

所述調(diào)速系統(tǒng)控制邏輯及參數(shù)優(yōu)化方法是：調(diào)速系統(tǒng)控制性能關(guān)鍵參數(shù)包括頻率死區(qū)、PID參數(shù)；在送端系統(tǒng)由聯(lián)網(wǎng)方式跳入孤島方式后，為實(shí)現(xiàn)與直流頻率限制控制的協(xié)調(diào)配合，啟動(dòng)機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)的切換，切換后應(yīng)大于FLC 的控制死區(qū)。

在直流送端孤島運(yùn)行期間，當(dāng)孤島系統(tǒng)遭受直流閉鎖、機(jī)組跳閘大擾動(dòng)導(dǎo)致頻率大幅波動(dòng)時(shí)，為加快孤島系統(tǒng)頻率恢復(fù)，機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)PID參數(shù)經(jīng)短延時(shí)切換至?xí)簯B(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)頻率快速提升或降低機(jī)組出力，減少頻率波動(dòng)幅度；在孤島系統(tǒng)頻率恢復(fù)正常后，結(jié)合孤島系統(tǒng)可能發(fā)生的超低頻振蕩頻率，機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)PID參數(shù)經(jīng)延時(shí)后切換至穩(wěn)態(tài)參數(shù)，確保機(jī)組阻尼為正，防止孤島系統(tǒng)發(fā)生超低頻振蕩。