[發明專利]同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法

有效

• 申請號: 202011541281.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112653175B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 饒宇飛;崔惟;于琳琳;高澤;李程昊;范樹威;易建波;張真源
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;電子科技大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法，通過實時采集系統參數對同送同受系統受端熄弧角進行準確計算，由計算后的熄弧角結果范圍劃分系統的運行區，根據不同的運行區采取相應穩控措施，最后基于同步調相機提升系統故障后電壓降抑制換相失敗的機理定量分析計算同送同受多回特高壓直流輸電系統受端某回直流裝設調相機后的逆變側熄弧角提升程度，并根據同送同受多回直流系統的特殊拓撲結構及相關電壓交互作用因子，分析系統中其它回路直流的熄弧角提升情況及換相失敗特性。

技術領域

本發明屬于電壓穩定性控制技術領域，更為具體地講，涉及一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法。

背景技術

近年來我國電網具有遠距離輸電結構日益突出，由于交流與直流兩種輸電形態在結構發展不均衡的特定階段,直流有功、無功受擾大幅變化激發起的超出既定設防標準或設防能力的強擾動,沖擊承載能力不足的交流薄弱環節,使連鎖故障風險加劇,全局性安全水平明顯下降，這就是所謂混聯電網“強直弱交”運行新特性。大容量多饋出和多饋入特高壓直流輸電系統在輸電距離和輸電能力方面的優勢明顯。然而，這種輸電結構也給電力系統的運行安全和穩定帶來了巨大的挑戰。

目前，針對特高壓直流輸電的主流工程，仍采用傳統的基于電網換相的直流輸電技術(LCC-HVDC)，而特高壓直流系統的穩定主要受制于交流系統的穩定，特別是交流系統的電壓穩定性，當多回直流饋入點和饋出點集中在某些區域時，尤其是受端饋入弱交流系統時，將給交流支撐網帶來很大壓力，交流系統的支撐能力不足將引起一系列問題。當受端電網發生短路故障時，換流器換相故障難以避免，容易導致直流系統發生換相失敗，甚至同時導致多回直流同時或相繼發生換相失敗，造成大量有功功率損失，這可能加速交流和直流系統的惡化甚至破壞系統的穩定性，對送、受端電網造成巨大影響。因此，需要一種改善同送同受直流系統換相失敗特性的方法。

為提高LCC-HVDC的抵御換相失敗的能力，一般在換流母線附近區域安裝無功補償裝置。工程上常用的三種無功補償裝置有靜止無功補償器(SVC)、靜止同步補償器(STATCOM)和同步調相機，其中SVC的無功輸出容量與電壓的平方成正比，STATCOM的無功輸出容量與電壓成正比，同步調相機具有較強的過流能力，其無功輸出容量不受電壓影響。與其他兩種動態無功補償裝置相比，SC在容量、暫態和暫態無功支持能力方面具有優勢。此外，SC作為旋轉設備，還可以為系統提供相當大的短路容量和轉動慣量，以此來提高系統的穩定性，當故障發生時，換流母線電壓降低，無功補償裝置安裝節點電壓也隨之降低，SC的次暫態特性使其能夠釋放大量的無功功率，有利于電壓水平的穩定，并能為長時間的故障提供強大的無功支持，從而有效地抑制直流換相故障。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法，利用同步調相機提升同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統的直流受端電壓穩定性，進而改善同送同受多回特高壓系統的換相失敗。

為實現上述發明目的，本發明一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、根據同送同受多回特高壓系統的受端交流運行工況計算逆變側熄弧角γ；

(1.1)、根據同送同受多回特高壓系統的受端交流運行工況，通過同步測量裝置采集受端交流的交流電壓U_L和直流電流I_d；然后根據同送同受多回特高壓系統的受端直流運行工況，讀取同送同受多回特高壓系統的超前點火角β、換流變壓器變比k和換向電抗X_c；

(1.2)、當同送同受多回特高壓系統穩定運行時，計算標稱熄弧角γ^*；

(1.3)、當受端交流運行發生不對稱故障時，通過同步測量裝置采集過零電壓偏移角φ，并通過φ修正標稱熄弧角γ^*，得到逆變側熄弧角γ；