调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了电机励磁控制技术领域的一种调相机与换流变压器有载调压分接头协调控制方法及系统，旨在解决现有技术中换流变压器有载调压分接头由于交流母线电压波动，会导致分接头动作频繁，寿命降低的技术问题。包括：采集直流输电系统换流阀的触发角；根据采集到的触发角和触发角给定值的差值，获取励磁电压偏差增量；将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。利用调相机连续平滑调节的特点，有效减少换流变压器有载调压分接头的动作次数，从而延长换流器有载调压开关的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法及系统
本专利技术属于电机励磁控制
，具体涉及一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法及系统。
技术介绍
伴随清洁能源大规模开发和交直流特高压电网高速发展，电网特性发生较大变化，部分地区动态无功储备下降、电压支撑能力不足的问题愈发突出，电压稳定问题成为大电网安全稳定的主要问题。新型大容量调相机作为无功补偿设备与SVC、STATCOM等基于电力电子技术的动态无功补偿装置相比，直接提高了所在电网的短路容量，同时具备短时过载能力强、高/低电压穿越能力优、动态电压支撑能力强，其调节能力受系统影响小，更能满足系统对动态无功补偿的需求。新一代调相机更适合输送容量大、送端短路容量不足、受端多回直流集中馈入下电压支撑能力不足的电网结构特点，可以为清洁能源跨区消纳，全网电力平衡互济发挥重要作用。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的整流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。换流变压器有载调压分接头由于交流母线电压波动，会导致分接头动作频繁，寿命降低。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法及系统，在交流母线电压变化过程中，能有效降低换流变压器有载调压分接头的动作次数，从而延长换流变压器有载调压开关的使用寿命。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，包括：采集直流输电系统换流阀的触发角；根据采集到的触发角和触发角给定值的差值，获取励磁电压偏差增量；将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。进一步地，所述调相机采用电压环叠加无功环的控制方式。进一步地，所述获取励磁电压偏差增量的方法为：若采集到的触发角在设定的区间内，则闭锁输出；若采集到的触发角不在设定的区间内，则对采集到的触发角和触发角给定值的差值进行PID计算，获取励磁电压偏差增量ΔU′ref：R(s)＝L[αref-α(t)](2)其中，L-1[]表示对参数进行拉氏逆变换，L[]表示对参数进行拉氏变换，R(s)表示对参数进行拉氏变换后得到的结果，KP表示PID计算的比例系数，KI表示PID计算的积分系数，KD表示PID计算的微分系数，s表示复变量，α(t)表示时刻t采集到的触发角，αref表示触发角给定值。进一步地，所述设定的区间为[12.5,17.5]。一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制系统，包括协调控制系统和同步调相机励磁系统，所述协调控制系统实时采集直流输电系统换流阀的触发角，并根据采集到的触发角和触发角给定值的差值，获取励磁电压偏差增量，协调控制系统将励磁电压偏差增量传送给同步调相机励磁系统，同步调相机励磁系统将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过直流输电系统换流阀的触发角及触发角给定值偏差，获取励磁电压偏差增量；并将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加；在母线电压缓慢变化时，利用调相机连续平滑调节的特点，有效减少换流变压器有载调压分接头的动作次数，从而延长换流器有载调压开关的使用寿命。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制逻辑示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制策略示意图。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。实施例一：如图1～图2所示，一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，包括：采集直流输电系统换流阀的触发角；根据采集到的触发角和触发角给定值偏差，获取励磁电压偏差增量；将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。本实施例中，调相机采用电压环叠加无功环的控制方式，可以在稳态时将无功功率稳定在一定范围内，为调相机在电网动/稳态过程中与换流站现有无功补偿设备的协调控制创造条件。实时检测采集直流输电系统换流阀的触发角α，根据采集到的触发角α与触发角给定值αref的差值，求出励磁电压偏差增量，具体为：若采集到的触发角在设定的区间内，则闭锁输出；若采集到的触发角不在设定的区间内，则对采集到的触发角和触发角给定值的差值进行PID计算，获取励磁电压偏差增量ΔU′ref：R(s)＝L[αref-α(t)](2)其中，L-1[]表示对参数进行拉氏逆变换，L[]表示对参数进行拉氏变换，R(s)表示对参数进行拉氏变换后得到的结果，KP表示PID计算的比例系数，KI表示PID计算的积分系数，KD表示PID计算的微分系数，s表示复变量，α(t)表示时刻t采集到的触发角，αref表示触发角给定值。将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加，即将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值进行代数求和并作为新的调相机机端电压，利用调相机的平滑无功调节能力减少换流变压器有载调压分接头的动作次数，从而延长换流器有载调压开关的使用寿命。实施例二：基于实施例一所述的调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，本实施例提供一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制系统，如图1～图2所示，包括协调控制系统和同步调相机励磁系统，协调控制系统实时采集直流输电系统换流阀的触发角α，并根据采集到的触发角α和触发角给定值αref的差值，获取励磁电压偏差增量ΔU′ref，协调控制系统将励磁电压偏差增量ΔU′ref传送给同步调相机励磁系统，同步调相机励磁系统将励磁电压偏差增量ΔU′ref与调相机机端电压给定值叠加。获取励磁电压偏差增量ΔU′ref的方法，具体为：若采集到的触发角在设定的区间内，则闭锁输出；若采集到的触发角不在设定的区间内，则对采集到的触发角和触发角给定值的差值进行PID计算，获取励磁电压偏差增量ΔU′ref：R(s)＝L[αref-α(t)](2)其中，L-1[]表示对参数进行拉氏逆变换，L[]表示对参数进行拉氏变换，R(s)表示对参数进行拉氏变换后得到的结果，KP表示PID计算的比例系数，KI表示PID计算的积分系数，KD表示PID计算的微分系数，s表示复变量，α(t)表示时刻t采集到的触发角，αref表示触发角给定值。本实施例中，设定的区间为[12.5,17.5]，该区间根据具体的应用环境会有所差异。将励磁电压偏差增量ΔU′ref与调相机机端电压给定值叠加，即将励磁电压偏差增量ΔU′ref与调相机机端电压给定值进行代数求和并作为新的调相机机端电压，从而调节调相机机端电压，利用调相机的平滑无功调节能力减少小扰动情况下有载调压动作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，其特征是，包括：/n采集直流输电系统换流阀的触发角；/n根据采集到的触发角和触发角给定值的差值，获取励磁电压偏差增量；/n将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。/n

【技术特征摘要】
1.一种调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，其特征是，包括：
采集直流输电系统换流阀的触发角；
根据采集到的触发角和触发角给定值的差值，获取励磁电压偏差增量；
将励磁电压偏差增量与调相机机端电压给定值叠加。


2.根据权利要求1所述的调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，其特征是，所述调相机采用电压环叠加无功环的控制方式。


3.根据权利要求1所述的调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，其特征是，所述获取励磁电压偏差增量的方法为：
若采集到的触发角在设定的区间内，则闭锁输出；
若采集到的触发角不在设定的区间内，则对采集到的触发角和触发角给定值的差值进行PID计算，获取励磁电压偏差增量ΔU′ref：



R(s)＝L[αref-α(t)](2)
其中，L-1[]表示对参数进行拉氏逆变换，L[]表示对参数进行拉氏变换，R(s)表示对参数进行拉氏变换后得到的结果，KP表示PID计算的比例系数，KI表示PID计算的积分系数，KD表示PID计算的微分系数，s表示复变量，α(t)表示时刻t采集到的触发角，αref表示触发角给定值。


4.根据权利要求3所述的调相机与换流变有载调压分接头的协调控制方法，其特征是，所述设定的区间为[12.5,17.5]。


5.一种调相机与换流变有载调压分接头的协...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴维宁，许其品，杨铭，邓小君，徐蓉，刘丽丽，朱宏超，袁亚洲，
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，
类型：发明
国别省市：江苏;32