STATCOM与UPFC协调控制的方法技术

本发明专利技术公开了一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，具体地，该方法包括二者在a)在投运、停运和检修时的协调控制；b)在运行模式下的协调控制；c)在控制点下的协调控制；d)对控制参数的协调控制。本发明专利技术通过STATCOM与UPFC的协调控制，能够综合考虑不同类型故障、电网运行方式等多项因素对动态无功补偿设备作用的影响，有助于规划和运行人员在运行动态无功补偿设备时做到安全、经济、高效。

Coordinated control method of STATCOM and UPFC

【技术实现步骤摘要】
STATCOM与UPFC协调控制的方法
本专利技术涉及电网调控领域，更具体地涉及一种STATCOM与UPFC协调控制的方法。
技术介绍
现有的应用动态无功补偿装置的具体工程，各个专业仅按照规程规范要求进行设计，各个专业往往仅从各自角度考虑，对规程规范的理解存在局限性，缺乏对动态无功补偿装置全局策略的系统性的认知。目前我国尚没有对STATCOM与UPFC的协调控制方法的系统性研究。目前在500kV变电站及配电网中有UPFC或STATCOM的应用实例，根据各自工程特点，按照现有规程规范的要求进行设计，所有控制策略均单独设置，尚无两者协调运行的案例。此外，若受端电网新增STATCOM、UPFC等装置，由于STATCOM与UPFC有着不同的作用特点、控制方式及运行特性，如UPFC与STATCOM需要稳态和暂态控制模式的设置，设备存在检修、闭锁、稳定运行及过载运行等运行方式，如何合理地利用多种设备，形成科学的协调运行策略，对电网的灵活、经济、安全运行是一个有着重要的意义的问题。因此，本领域尚缺乏一种STATCOM与UPFC的协调控制的方法，以获得一种兼顾电网安全、经济以及设备可靠性的协调运行方法，进而为交直流互联电网中传统无功设备与新型电力电子设备的协调运行提供参考。
技术实现思路
本专利技术针对受端电网STATCOM与UPFC的协调运行进行研究，目的在于提供一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，以兼顾电网安全、经济以及设备可靠性的协调运行，为交直流互联电网中传统无功设备与新型电力电子设备的协调运行提供参考，更加安全、经济、高效。本专利技术提供了一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，具体地，所述方法包括：a)在投运、停运和检修时的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC的并联侧在投入运行后可零出力；所述STATCOM在直流小方式时检修；所述UPFC在电网负荷较轻时检修，在汛期或直流小方式时投运；b)在运行模式下的协调控制：稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC尽可能减少出力；所述STATCOM和所述UPFC均设置死区，在所述死区中采用零出力或定功率控制，在所述死区外快速响应故障；c)在控制点下的协调控制：所述STATCOM、所述UPFC均控制接入站点的电压；所述UPFC串联侧可同时控制线路的有功及无功功率；d)对控制参数的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC均在所述死区内不进行定电压控制；稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC仅对电压偏差最大的站点进行定电压控制；当故障发生后电压跌破所述死区范围，所述STATCOM和所述UPFC迅速发出动态无功响应，进入定电压控制，控制目标分别为控制点的平均电压。在另一优选例中，在所述UPFC稳态控制线路潮流时，所述UPFC串联侧优先，所述UPFC并联侧备用。在另一优选例中，在系统母线三相极度不平衡或电压过低故障切除前，所述UPFC模式转换为所述STATCOM模式；在所述故障切除后，所述UPFC重新启动为潮流控制模式。在另一优选例中，在所述死区中，所述STATCOM和所述UPFC均设置最大可用出力，所述STATCOM和所述UPFC可在不超过所述最大可用出力下出力。在另一优选例中，所述UPFC串联侧对有功功率设置目标，无功功率的目标值有以下三种设置方式：i)保持目标值与监测值不变，即deltaQ＝0；ii)保持线路功率因数不变，即deltaθ＝0；iii)保持串联侧换流器使用功率最小，即minS；其中，Q为无功功率目标值；θ为受控线路的功率因数；S为串联侧换流器使用功率。在另一优选例中，所述STATCOM和所述UPFC在所述死区内保留部分容量用于稳态电压调节。在另一优选例中，所述STATCOM和所述UPFC在所述死区内保证稳态出力不超过额定容量的30％。在另一优选例中，稳态运行时，所述电压偏差最大的站点为外部指令接口。在另一优选例中，所述UPFC串联侧控制目标对应于线路正常及检修运行两种目标值。在另一优选例中，所述UPFC串联侧控制目标具备手动下达功率值调整的功能。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实例中的协调控制方法的流程图；图2是本专利技术一个实例中的STATCOM与UPFC协调控制的装置分布图；图3是本专利技术一个实例中的UPFC单独控制以及STATCOM与UPFC协调控制的无功出力对比图；图4是本专利技术一个实例中的STATCOM单独控制以及STATCOM与UPFC协调控制的无功出力对比图。具体实施方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次开发了一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，该方法包括对运行模式、投运(停运)安排、控制点、控制参数等方面的协调。本专利技术提出的STATCOM与UPFC的协调控制方法给出了两种设备协调协调控制的方法，能够综合考虑不同类型故障、电网运行方式等多项因素对动态无功补偿设备作用的影响，有助于规划和运行人员在运行动态无功补偿设备时做到安全、经济、高效，在此基础上完成了本专利技术。术语如本文所用，术语“STATCOM”即静止同步补偿器，主要由大功率电力电子器件和并联直流电容器构成，可以使该电路吸收或者发出满足系统所要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。如本文所用，术语“UPFC”即统一潮流控制器，由两个背靠背的电压源换流器构成，两个背靠背的换流器共用直流母线，二者都通过换流变压器接入系统。装置可发挥强大的交流输电线路潮流控制能力、提高电力系统暂态稳定性及抑制系统振荡的能力。本专利技术提供了一种STATCOM与UPFC协调控制的方法。典型地，本专利技术将分别独立应用于现有技术中的STATCOM和UPFC结合起来实现二者的协调控制，具体地在运行模式、投运(停运)安排、控制点、控制参数等状态下进行协调控制：(1)停运、检修、备用与投运STATCOM、UPFC设备均具备动态无功调节功能，UPFC还具有潮流控制功能，应根据系统运行情况考虑停运及投运，可尝试的原则为：1)STATCOM和UPFC在投入运行后可根据控制策略处于备用状态，稳态可近似零损耗。2)由于UPFC并联侧需为串联侧提供能量，因此在UPFC稳态控制线路潮流时(线路潮流较重时)，应考虑串联侧优先，并联侧原则上可设为备用状态不做稳态电压调整。3)动态无功设备均涉及检修停运，由于直流小方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，其特征在于，所述方法包括：/na)在投运、停运和检修时的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC的并联侧在投入运行后可零出力；所述STATCOM在直流小方式时检修；所述UPFC在电网负荷较轻时检修，在汛期或直流小方式时投运；/nb)在运行模式下的协调控制：稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC尽可能减少出力；所述STATCOM和所述UPFC均设置死区，在所述死区中采用零出力或定功率控制，在所述死区外快速响应故障；/nc)在控制点下的协调控制：所述STATCOM、所述UPFC均控制接入站点的电压；所述UPFC串联侧可同时控制线路的有功及无功功率；/nd)对控制参数的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC均在所述死区内不进行定电压控制；稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC仅对电压偏差最大的站点进行定电压控制；当故障发生后电压跌破所述死区范围，所述STATCOM和所述UPFC迅速发出动态无功响应，进入定电压控制，控制目标分别为控制点的平均电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种STATCOM与UPFC协调控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
a)在投运、停运和检修时的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC的并联侧在投入运行后可零出力；所述STATCOM在直流小方式时检修；所述UPFC在电网负荷较轻时检修，在汛期或直流小方式时投运；
b)在运行模式下的协调控制：稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC尽可能减少出力；所述STATCOM和所述UPFC均设置死区，在所述死区中采用零出力或定功率控制，在所述死区外快速响应故障；
c)在控制点下的协调控制：所述STATCOM、所述UPFC均控制接入站点的电压；所述UPFC串联侧可同时控制线路的有功及无功功率；
d)对控制参数的协调控制：所述STATCOM和所述UPFC均在所述死区内不进行定电压控制；稳态运行时，所述STATCOM和所述UPFC仅对电压偏差最大的站点进行定电压控制；当故障发生后电压跌破所述死区范围，所述STATCOM和所述UPFC迅速发出动态无功响应，进入定电压控制，控制目标分别为控制点的平均电压。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述UPFC稳态控制线路潮流时，所述UPFC串联侧优先，所述UPFC并联侧备用。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在系统母线三相极度不平衡或电压过低故障切除前，所述UPFC模式转换为所述STATCOM模式；在所述故障切除后，所述U...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛季良，史大军，黄俊辉，虞瑄，杨林，徐逸清，窦飞，黄薇，汪惟源，杨濛濛，张文嘉，夏凯，谢珍建，王丽君，王海潜，孙文涛，蔡晖，李辰，吴晨，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31