一种柔性直流输电系统站级无功功率控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，该方法具体为：电气量监测，采集换流站公共耦合点的包含电压、电流的参数；换流站的无功协调控制，根据所述参数生成功率因数，并将所述功率因数作为恒功率因数的测量值输入至换流站恒功率因数控制的外环中，将换流站的交流近区无功设备的无功补偿偏差通过柔性直流输电系统的无功控制策略进行补偿。在控制策略中，以换流站所连交流系统的无功电源为主要无功补偿设备，进行无功功率初步补偿，柔性直流输电系统进行精细准确化补偿，实现换流站出口的恒功率因数控制。实现换流站出口的恒功率因数控制。实现换流站出口的恒功率因数控制。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电系统站级无功功率控制方法


[0001]本专利技术属于直流输电
，涉及一种用于协调柔性直流输电系统与换流站交流近区的无功电源对公共耦合点进行无功补偿的策略。

技术介绍

[0002]随着柔性直流输电系统向更高电压等级、更大输电容量、多端化和网络化发展，灵活可靠的柔性直流输电系统拥有广阔的应用前景。现有的柔性直流系统站级控制策略多为有功
‑
无功解耦控制，其中无功控制环节单一，具体的说：
[0003]当换流站与交流系统连接，在正常工况下，以精确输送有功功率为最高优先级，但换流站所连接交流节点的电压波动会影响有功功率的输送效果，因此，传统的定无功功率控制，并设置无功参考值为0，不利于发挥柔性直流输电系统无功独立控制优点。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种柔性直流输电系统站级无功功率控制方法及柔性直流输电系统，为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0005]所述柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，该方法包括：
[0006]采集换流站公共耦合点的包含电压、电流的参数；
[0007]根据所述参数生成功率因数，并将所述功率因数作为恒功率因数的测量值进行初步无功补偿，将换流站的交流近区无功电源初步无功补偿后的无功功率偏差通过柔性直流系统站级无功控制进行补偿，如式1：
[0008]ΔQ
vsc
＝S
ref
·
cosθ
ref
>‑
S
·
cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0009]其中，ΔQ
vsc
表示柔性直流输电系统补偿的无功功率偏差，S
ref
表示换流站的额定视在功率，cosθ
ref
表示换流站公共耦合点的功率因数参考值，S表示换流站的实际视在功率，cosθ表示换流站公共耦合点的功率因数测量值。
[0010]所述柔性直流输电系统站级无功功率控制方法的进一步设计在于，所述功率因数通过式1进行计算：
[0011][0012]其中，P表示换流站公共耦合点的有功功率，Q表示换流站公共耦合点的无功功率。
[0013]所述柔性直流输电系统站级无功功率控制方法的进一步设计在于，根据式2计算换流站的交流近区无功电源补偿的无功功率以及等效阻抗值：
[0014][0015]其中，Q
c
表示柔性直流输电系统换流站公共耦合点的无功补偿设备的无功补偿量；cosθ
ref
表示柔性直流输电系统换流站公共耦合点的功率因数目标值；U
s
表示换流站公共耦合点交流电压；X
c
为根据无功补偿性质确定的补偿设备的等效阻抗值。
[0016]所述柔性直流输电系统站级无功功率控制方法的进一步设计在于，将换流站公共耦合点的功率因数目标值连同测量值一齐作为换流站无功控制环节的外环输入；将所述无功功率偏差通过限幅环节后输入至内环中。
[0017]所述柔性直流输电系统站级无功功率控制方法的进一步设计在于，所述初步无功补偿通过电容进行。
[0018]本专利技术还提供了一种无功补偿方法的柔性直流输电系统，所述系统为真双极系统或伪双极系统或双、多端的柔性直流输电系统，包括两个换流站T1、T2，且换流站的正、负极独立运行，基于同步旋转坐标系下的换流站的数学模型采用有功无功解耦控制策略，所述数学模型为包含内环控制器和外环控制器的双闭环控制器结构，内环控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略，将三相交流量转变为旋转坐标下的两相直流量；外环控制器由稳态逆模型和PI调节器构成，以有功功率或无功功率为控制目标，以有功控制为控制目标时外环控制器根据运行安排采用定直流电压控制或定有功功率控制，以无功控制为控制目标时外环控制器采用恒功率因数无功补偿控制策略，实现系统有功功率和无功功率的独立调节。
[0019]所述柔性直流输电系统的进一步设计在于，采用无功补偿控制的换流站恒功率因数根据运行需要设定对应的功率因数参考值。
[0020]一种电子设备，包括存储器、处理器以及计算机程序，其中所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现所述的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法。
[0021]一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现所述的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]采用本专利技术提出的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法基于站级无功功率控制策略，用于改善换流站出口电能质量，相比于传统的柔性直流控制中的定交流电压和定无功功率控制，所提方案考虑换流站出口交流节点的无功补偿设备与换流站的无功控制相协调，当柔性直流输电出口的无功损耗过大时，在考虑换流站的无功补偿能力同时，协调换流站近区的无功补偿设备具有如下优点：1)充分发挥换流站近区无功补偿设备的容量大的特点；2)考虑换流站无功补偿的动态特性，进一步提升换流站的无功补偿效果3)两者的协调控制，可以整体提升换流站出口的电能质量。
附图说明
[0024]图1为本专利技术柔性直流输电系统站级无功功率控制方法总体控制结构示意图。
[0025]图2为有功无功解耦控制框图。
[0026]图3为站级控制中无功控制结构图。
[0027]图4为柔性直流输电系统拓扑图。
[0028]图5为实施方式中真双极柔性直流输电系统拓扑图。
[0029]图6为新型功率因数控制下仿真曲线。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]本实施例的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，该方法具体包括：电气量监测，采集换流站交流出口的包含电压、电流的参数。
[0032]换流站的无功协调控制，根据所述参数生成功率因数，并将所述功率因数作为恒功率因数的测量值输入至换流站恒功率因数控制的外环中通过电容进行初步较为粗放的无功补偿，将换流站的交流近区无功电源补偿的无功功率后的无功功率偏差通过柔性直流系统站级无功控制进行进一步更细化补偿，如式(1)：
[0033]ΔQ
vsc
＝S
ref
·
cosθ
ref
‑
S
·
cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0034]其中，ΔQ
vsc
表示柔性直流输电系统补偿的无功功率偏差；S
ref
表示换流站的额定视在功率，即换流站的额定容量；cosθ
ref
表示换流站公共耦合点的功率因数参考值；S表示换流站的实际视在功率；cosθ表示换流站公共耦合点的功率因数测量值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，其特征在于，该方法包括：采集换流站公共耦合点的包含电压、电流的参数；根据所述参数生成功率因数，并将所述功率因数作为恒功率因数的测量值进行初步无功补偿，将换流站的交流近区无功电源初步无功补偿后的无功功率偏差通过柔性直流系统站级无功控制进行补偿，如式1：ΔQ
vsc
＝S
ref
·
cosθ
ref
‑
S
·
cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，ΔQ
vsc
表示柔性直流输电系统补偿的无功功率偏差，S
ref
表示换流站的额定视在功率，cosθ
ref
表示换流站公共耦合点的功率因数参考值，S表示换流站的实际视在功率，cosθ表示换流站公共耦合点的功率因数测量值。2.根据权利要求1的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，其特征在于，所述功率因数通过式1进行计算：其中，P表示换流站公共耦合点的有功功率，Q表示换流站公共耦合点的无功功率。3.根据权利要求2的柔性直流输电系统站级无功功率控制方法，其特征在于，根据式2计算换流站的交流近区无功电源补偿的无功功率以及等效阻抗值：其中，Q
c
表示柔性直流输电系统换流站公共耦合点的无功补偿设备的无功补偿量；cosθ
ref
表示柔性直流输电系统换流站公共耦合点的功率因数目标值；U
s
表示换流站公共耦合点交流电压；X
c
为根据无功补偿性质确定的补偿设备的等效阻抗值。4.根据权利要求1的柔性直流输电系...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文涛，谢珍建，蔡晖，许偲轩，王荃荃，韩杏宁，祁万春，张文嘉，李辰，赵菲菲，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：