[發明專利]一種線路可控高抗與靜止同步補償器間的協調控制方法

在審

• 申請號: 202110006850.2
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112653156A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張愛軍;呂思卓;邢華棟;鄭超;慕騰;武海燕;李惠玲
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發明提供一種線路可控高抗與靜止同步補償器間的協調控制方法，獲取區域內動態無功補償設備的容量，將區域內所有線路可控高抗和靜止同步補償器設備作為協調控制對象，閉鎖線路可控高抗，靜止同步補償器投入運行，若系統沒有發生故障，靜止同步補償器無功輸出滿足依據，切換靜止同步補償器控制模式后閉鎖，解鎖線路可控高抗，比較靜止同步補償器無功輸出與可控高抗單次可調容量大小，進行可控高抗升檔操作或者可控高抗降檔操作；當檢測到系統發生故障擾動后，退出協調控制系統，線路可控高抗保持故障前檔位運行，靜止同步補償器獨立執行設備本身控制策略，當系統恢復穩定運行后，切換至協調控制模式。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其涉及一種線路可控高抗與靜止同步補償器間的協調控制方法。

背景技術

近年來風能、太陽能等新能源發電技術蓬勃發展，發電容量不斷提高，2019年我國新能源裝機容量達到4.1億千瓦，占全國總裝機容量的比重達到20.6％。發電隨著新能源發電的快速發展，大規模新能源集中并網對電網運行帶來了日益嚴峻的挑戰。

由于新能源資源與負荷中心呈現明顯逆向分布特點，在我國風電多采用“大規模集中開發，遠距離傳輸”的模式，由于通道大規模遠距離輸電，線路充電功率大，并且存在部分變電站為開關站，缺乏低電壓等級電網支撐，常規固定高抗在協調無功平衡和控制過電壓方面存在困難。在新能源集中送出地區負荷通常較小，大規模風電接入導致電網等效負荷峰谷差變大，無功調節手段不足，使電壓調控難度越來越大，表現為低谷負荷期間部分地區電壓偏高、高峰負荷期間部分地區電壓偏低。全網充電功率補償度雖滿足要求，但局部電網補償度不足，在系統負荷較低情況下可能出現局部電壓偏高的問題。

由于新能源出力具有間歇性和波動性特點，使得局部電網對新能源接納能力有限。非故障狀態時，新能源出力的隨機性會導致電網潮流的不確定，無功需求變化幅度大，變化速度快，導致電壓波動過大，為防止發生電網電壓越限，則會限制風電和光伏出力，出現棄風棄光現象。在新能源電站一般部署了靜止無功補償器或靜止同步補償器用于應對并網點電壓的波動性，但這種控制無法控制場站群功率匯集點處的電壓，只適合小型新能源場站。某個風電場因故障脫網時，由于線路輕載和無功補償設備未能快速動作，區域電壓在故障切除后出現“驟升”，進而導致臨近風電場由于過電壓保護動作而連鎖脫網，形成大規模風機連鎖脫網故障。因此，需要協調控制多種無功源間的無功出力，達到提升電壓水平，提高新能源消納的效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種線路可控高抗與靜止同步補償器間的協調控制方法，靜步同步補償器能夠發出或吸收無功功率，與傳統的無功補償裝置相比，具有調節連續、諧波小、損耗低、運行范圍寬、可靠性高、調節速度快的優點。

可控高抗裝置主要用于解決長距離重載線路限制過電壓和無功補償的矛盾，具有調節系統無功、提高線路輸送能力、提高系統穩定性的功能。

所述方法包括以下步驟：

(1)獲取區域內動態無功補償設備的容量，將區域內所有線路可控高抗和靜止同步補償器設備作為協調控制對象。利用協調控制系統獲取區域內所有靜止同步補償器的總容量，單臺靜止同步補償器的容量為S_STAT，共有n臺靜止同步補償器，總的無功容量為S_ALLMAX。感性無功為正值，容性無功為負值。

每組分級式線路并聯可控高抗可調節容量為S_H，線路可控高抗級數為m，得到線路可控高抗單次升降檔的容量為△Q。

△Q＝S_H/m

(2)進行初始化設置，將區域內所有靜止同步補償器無功輸出的初值置0，每組線路可控高抗投入容量S_T為0，閉鎖線路可控高抗，靜止同步補償器投入運行，采用定電壓控制模式，被控母線電壓參考值為靜止同步補償器所接變電站高壓側母線額定電壓。