[發明專利]調相機與換流變有載調壓分接頭的協調控制方法及系統

在審

• 申請號: 202010532842.7
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111799831A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 吳維寧;許其品;楊銘;鄧小君;徐蓉;劉麗麗;朱宏超;袁亞洲
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16;H02J3/18;H02P9/36;H02P9/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了電機勵磁控制技術領域的一種調相機與換流變壓器有載調壓分接頭協調控制方法及系統，旨在解決現有技術中換流變壓器有載調壓分接頭由于交流母線電壓波動，會導致分接頭動作頻繁，壽命降低的技術問題。包括：采集直流輸電系統換流閥的觸發角；根據采集到的觸發角和觸發角給定值的差值，獲取勵磁電壓偏差增量；將勵磁電壓偏差增量與調相機機端電壓給定值疊加。利用調相機連續平滑調節的特點，有效減少換流變壓器有載調壓分接頭的動作次數，從而延長換流器有載調壓開關的使用壽命。

技術領域

本發明屬于電機勵磁控制技術領域，具體涉及一種調相機與換流變有載調壓分接頭的協調控制方法及系統。

背景技術

伴隨清潔能源大規模開發和交直流特高壓電網高速發展，電網特性發生較大變化，部分地區動態無功儲備下降、電壓支撐能力不足的問題愈發突出，電壓穩定問題成為大電網安全穩定的主要問題。新型大容量調相機作為無功補償設備與SVC、STATCOM等基于電力電子技術的動態無功補償裝置相比，直接提高了所在電網的短路容量，同時具備短時過載能力強、高/低電壓穿越能力優、動態電壓支撐能力強，其調節能力受系統影響小，更能滿足系統對動態無功補償的需求。新一代調相機更適合輸送容量大、送端短路容量不足、受端多回直流集中饋入下電壓支撐能力不足的電網結構特點，可以為清潔能源跨區消納，全網電力平衡互濟發揮重要作用。

換流變壓器是超高壓直流輸電工程中至關重要的關鍵設備，是交、直流輸電系統中的整流、逆變兩端接口的核心設備。它的投入和安全運行是工程取得發電效益的關鍵和重要保證。換流變壓器的關鍵作用，要求其具有高可靠性和高技術性能。因為有交、直流電場、磁場的共同作用，所以換流變壓器的結構特殊、復雜，關鍵技術高難，對制造環境和加工質量要求嚴格。換流變壓器有載調壓分接頭由于交流母線電壓波動，會導致分接頭動作頻繁，壽命降低。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供一種調相機與換流變有載調壓分接頭的協調控制方法及系統，在交流母線電壓變化過程中，能有效降低換流變壓器有載調壓分接頭的動作次數，從而延長換流變壓器有載調壓開關的使用壽命。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種調相機與換流變有載調壓分接頭的協調控制方法，包括：采集直流輸電系統換流閥的觸發角；根據采集到的觸發角和觸發角給定值的差值，獲取勵磁電壓偏差增量；將勵磁電壓偏差增量與調相機機端電壓給定值疊加。

進一步地，所述調相機采用電壓環疊加無功環的控制方式。

進一步地，所述獲取勵磁電壓偏差增量的方法為：若采集到的觸發角在設定的區間內，則閉鎖輸出；若采集到的觸發角不在設定的區間內，則對采集到的觸發角和觸發角給定值的差值進行PID計算，獲取勵磁電壓偏差增量ΔU′_ref：

R(s)＝L[α_ref-α(t)] (2)

其中，L^-1[]表示對參數進行拉氏逆變換，L[]表示對參數進行拉氏變換，R(s)表示對參數進行拉氏變換后得到的結果，K_P表示PID計算的比例系數，K_I表示PID計算的積分系數，K_D表示PID計算的微分系數，s表示復變量，α(t)表示時刻t采集到的觸發角，α_ref表示觸發角給定值。

進一步地，所述設定的區間為[12.5,17.5]。

一種調相機與換流變有載調壓分接頭的協調控制系統，包括協調控制系統和同步調相機勵磁系統，所述協調控制系統實時采集直流輸電系統換流閥的觸發角，并根據采集到的觸發角和觸發角給定值的差值，獲取勵磁電壓偏差增量，協調控制系統將勵磁電壓偏差增量傳送給同步調相機勵磁系統，同步調相機勵磁系統將勵磁電壓偏差增量與調相機機端電壓給定值疊加。