一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置和系统，包括以下步骤：响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，设定调相机群工作于无功功率控制模式，设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。本发明专利技术解决了直流系统补偿方式对抑制直流故障后换流站不同过电压问题的矛盾，在提升直流送端换流站母线电压稳定性的同时，也提高了调相机运行的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统
本专利技术涉及一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统，属于电力系统自动化

技术介绍
为满足我国“三北”地区风光等新能源电力送出需求，西北华北等地区电网已投运多回特高压直流输电工程。为提升送端换流站母线的短路容量与直流输电能力，部分特高压直流送端换流站已配置同步调相机。特高压直流(特别是以新能源为配套电源的)大功率扰动后送端换流站的电压稳定问题主要为两类：一是直流换相失败后的暂态过电压，二是直流功率闭锁导致潮流回退后的稳态过电压。在实际运行中，直流控制保护系统根据交直流系统无功交换的大小进行无功补偿电容器投切，保证交直流系统无功交换量在合理范围。相同工况条件下，直流系统运行于欠补偿方式时(交流系统向直流系统提供无功功率)，直流闭锁故障后换流站母线的稳态过电压问题更严重；直流系统运行于过补偿方式时(直流系统向交流系统提供无功功率)，直流换相失败后换流站暂态过电压问题更严重。从上述特性可以看出，在考虑抑制直流换相失败下的暂态过电压问题与直流闭锁故障后的稳态过电压问题方面，对直流系统无功过、欠补偿方式的要求是矛盾的，无法做到同时兼顾两者需求。同步调相机是旋转设备，定子绕组磁链不可突变，对于直流换相失败过程中的暂态电压波动具有自发响应能力。而调相机励磁控制系统一般采用无功功率、电压双闭环控制结构，根据不同的控制目标可采用不同的控制模式。现有送端电网特高压直流换流站配置的调相机的控制模式通常以电压控制模式为主，为尽可能预留动态无功支撑能力，一般不考虑参与电网稳态无功平衡，导致其运行经济性较差。随着直流配套新能源规模加大，直流故障后的过电压问题愈加严重，充分利用调相机无功调节能力的需求不断提高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统，解决了直流系统补偿方式对抑制直流故障后换流站不同过电压问题的矛盾的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，包括以下步骤：响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，设定调相机群工作于无功功率控制模式，设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。进一步的，所述直流安控系统判断直流当前稳态运行功率是否大于直流运行功率最大门槛值，若不大于，直流安控系统发送直流低功率运行信号至调相机控制子站；若大于，直流安控系统判断直流是否发生闭锁故障，若发生闭锁故障，则直流安控系统发送直流闭锁信号至调相机控制子站，否则，直流安控系统发送直流正常运行信号至调相机控制子站。进一步的，所述直流运行功率最大门槛值获取方法为：通过机电暂态仿真分析，获得直流运行功率为Pdc时发生预想直流故障后换流站交流母线的最大暂态压升为其中，为发生第i个预想直流故障后换流站交流母线的暂态压升；若ΔVHmax为换流站交流母线的暂态压升限值，则以步长ΔPdc增加直流运行功率Pdc＝Pdc+ΔPdc，继续计算直流运行功率为Pdc时发生预想直流故障后换流站交流母线的最大暂态压升，否则，确定受预想直流故障后换流站暂态压升约束的直流运行功率最大门槛值为P0＝Pdc-ΔPdc。一种特高压直流送端换流站调相机控制装置，包括：无功功率控制模式设置模块，响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，设定调相机群工作于无功功率控制模式，设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；电压控制模式设置模块，响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。进一步的，所述直流安控系统判断直流当前稳态运行功率是否大于直流运行功率最大门槛值，若不大于，直流安控系统发送直流低功率运行信号至调相机控制子站；若大于，直流安控系统判断直流是否发生闭锁故障，若发生闭锁故障，则直流安控系统发送直流闭锁信号至调相机控制子站，否则，直流安控系统发送直流正常运行信号至调相机控制子站。一种特高压直流送端换流站调相机控制系统，包括：调相机控制子站与直流安控系统；所述调相机控制子站，用于接收各调相机的运行信息，和接收直流安控系统的直流运行状态信号；以及用于发送调相机的运行信息至直流安控系统，和用于发送调相机命令信息至各调相机；所述直流安控系统，用于直流故障后的紧急控制，用于接收调相机子站的信息，包括调相机群的无功功率值；用于发送直流运行状态信号至调相机控制子站，包括功率指令与运行模式指令。直流安控系统，用于接收调相机控制子站发送的调相机的运行信息，和用于发送直流运行状态信号至调相机控制子站。进一步的，调相机的运行信息包括：调相机的投运、停运信息，调相机是否处于强制励磁后的退热期，调相机励磁控制系统的工作模式，以及调相机的实时运行电压、无功功率。进一步的，调相机命令信息包括：调相机工作模式切换指令、工作模式指令、无功功率参考指令和电压参考指令。进一步的，直流运行状态信号包括直流正常运行信号与直流闭锁信号。进一步的，调相机控制子站的运行信息包括：调相机群的投运、停运信息，各调相机是否处于强励后的退热期，调相机励磁控制系统的工作模式，调相机的实时运行电压和无功功率。本专利技术的有益效果为：本专利技术直流稳态运行时，设定调相机运行于无功功率控制模式，利用调相机的稳态无功支撑能力，代替直流系统的部分无功补偿电容器，保障直流系统处于欠补偿状态，有利于抑制直流换相失败后换流站母线的暂态过电压；直流闭锁故障后，基于故障事件触发调相机转换为电压控制模式，由迟相运行状态切换为进相运行状态，可有效抑制换流站母线稳态过电压。在提升直流送端换流站母线电压稳定性的同时，也提高了调相机运行的经济性。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中一种控制系统的架构图；图2为本专利技术具体实施方式中一种控制方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1：如图1所示，一种抑制特高压直流送端换流母线过电压的调相机控制系统，包括调相机控制子站与直流安控系统；调相机控制子站用于接收各调相机的运行信息，和接收直流安控系统的直流运行状态信号；以及用于发送调相机的运行信息至直流安控系统，和用于发送调相机命令信息至各调相机。直流安控系统，用于直流故障后的紧急控制，用于接收调相机控制子站发送的调相机的运行信息，和用于发送直流运行状态信号至调相机控制子站。调相机的运行信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，其中，所述无功功率控制模式指令，用于设定调相机群工作于无功功率控制模式，所述无功功率参考值指令，用于设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；/n响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，其中，所述无功功率控制模式指令，用于设定调相机群工作于无功功率控制模式，所述无功功率参考值指令，用于设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；
响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直流低功率运行信号，向调相机群发送电压控制模式指令和电压参考值指令，使得调相机群运行于电压控制模式。


2.根据权利要求1所述的一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，其特征在于，所述直流安控系统判断直流当前稳态运行功率是否大于直流运行功率最大门槛值，若不大于，直流安控系统发送直流低功率运行信号至调相机控制子站；
若大于，直流安控系统判断直流是否发生闭锁故障，若发生闭锁故障，则直流安控系统发送直流闭锁信号至调相机控制子站，否则，直流安控系统发送直流正常运行信号至调相机控制子站。


3.根据权利要求2所述的一种特高压直流送端换流站调相机控制方法，其特征在于，所述直流运行功率最大门槛值获取方法为：
通过机电暂态仿真分析，获得直流运行功率为Pdc时发生预想直流故障后换流站交流母线的最大暂态压升为其中，为发生第i个预想直流故障后换流站交流母线的暂态压升；
若ΔVHmax为换流站交流母线的暂态压升限值，则以步长ΔPdc增加直流运行功率Pdc＝Pdc+ΔPdc，继续计算直流运行功率为Pdc时发生预想直流故障后换流站交流母线的最大暂态压升，否则，确定受预想直流故障后换流站暂态压升约束的直流运行功率最大门槛值为P0＝Pdc-ΔPdc。


4.一种特高压直流送端换流站调相机控制装置，其特征在于，包括：
无功功率控制模式设置模块，响应于接收到直流安控系统发送的直流正常运行信号，向调相机群发送调相机无功功率控制模式指令和无功功率参考值指令，所述无功功率控制模式指令，用于设定调相机群工作于无功功率控制模式，所述无功功率参考值指令，用于设定各调相机的无功功率为各无功功率参考值；
电压控制模式设置模块，响应于接收到直流安控系统发送的直流闭锁信号或者直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，常海军，刘福锁，李威，方保民，董凌，李宏强，孙仲卿，黄畅想，孙震宇，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国网电力科学研究院有限公司，国网青海省电力公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32