一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法及其控制系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)電壓/無功動態(tài)控制【技術(shù)領(lǐng)域】；該方法包括輸入控制參數(shù)和測量結(jié)果，根據(jù)電壓控制點位置調(diào)整參數(shù)，計算每臺發(fā)電機機端參考電壓，根據(jù)得到的發(fā)電機機端電壓參考值和修正量對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進行控制。該系統(tǒng)包括壓降計算模塊、調(diào)壓特性模塊、電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊、電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊、機端電壓參考值計算模塊和相位補償環(huán)節(jié)模塊；本發(fā)明具有很好的通用性，需要測量的參數(shù)少，參數(shù)配置靈活，調(diào)試的難度低等諸多優(yōu)點。
【專利說明】一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電壓/無功動態(tài)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法及其系統(tǒng)，通過控制發(fā)電機電壓和無功功率輸出，達(dá)到提高動態(tài)無功支撐能力和系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)這一重大技術(shù)難題，一方面要大力應(yīng)用新型的動態(tài)無功補償設(shè)備，如靜止無功補償器(SVC)、靜止同步補償器(STATC0M)等，另外一方面更要充分利用電網(wǎng)中分布最廣、容量最大和應(yīng)用最多的同步發(fā)電機動態(tài)無功容量。雖然新型的動態(tài)無功補償設(shè)備在運行范圍、可控性和響應(yīng)速度上具有明顯的優(yōu)勢，但是也有控制復(fù)雜、造價高昂等缺點；在電力系統(tǒng)的電壓/無功動態(tài)控制中，發(fā)電機勵磁控制一直發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，所以應(yīng)當(dāng)首先利用發(fā)電機的動態(tài)電壓/無功控制能力，將控制成本低廉、大容量的發(fā)電機動態(tài)無功儲備作為支撐暫態(tài)電壓的技術(shù)首選，以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全性。發(fā)電機勵磁控制的研究歷史悠久、成果豐富，但既往研究多從穩(wěn)定端電壓、抑制低頻振蕩等角度出發(fā)，而電壓控制的目標(biāo)僅限于局部，較少從系統(tǒng)級暫態(tài)電壓穩(wěn)定性對動態(tài)無功的需求角度出發(fā)，往往造成發(fā)電機的無功儲備未被充分激活利用。高壓側(cè)電壓控制(HSVC)是一種很有潛力的控 制方式，能夠控制發(fā)電機外部(包括發(fā)電機升壓變壓器內(nèi)部或線路)某一點的電壓，國外已有一些公司研究開發(fā)了高壓側(cè)電壓控制器，并進行了現(xiàn)場測試，國內(nèi)也有學(xué)者也對發(fā)電機高壓側(cè)電壓控制系統(tǒng)進行了理論和仿真研究，結(jié)果均表明這種控制方式有利于提高電壓穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有關(guān)于HSVC的研究大多停留在單機無窮大系統(tǒng)，即機組層次，缺少針對電廠層次乃至系統(tǒng)層次的研究。考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)中有眾多發(fā)電廠，每個發(fā)電廠又有多臺機組，機組層次的HSVC已不能滿足實際的工程需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法及其控制系統(tǒng)，具有很好的通用性，需要測量的參數(shù)少，參數(shù)配置靈活，調(diào)試的難度低等諸多優(yōu)點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0005]一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006]I)輸入控制參數(shù)和測量結(jié)果:測量結(jié)果為第i臺發(fā)電機輸出無功電流值Iqi，i =1，2，…，N ;控制參數(shù)包括第i臺發(fā)電機和對應(yīng)控制點之間的電抗AXTi，發(fā)電機升壓變壓器高壓側(cè)母線和對應(yīng)控制點之間的電抗Λ\，第i臺發(fā)電機的電壓下降特性系數(shù)Xtw，第i臺發(fā)電機無功電流設(shè)定值，第i臺發(fā)電機對應(yīng)的控制點的電壓設(shè)定值Vtofi，初始狀況下第I臺發(fā)電機對應(yīng)的控制點的電壓設(shè)定值Vtofitl，補償電抗SXi，相位補償環(huán)節(jié)內(nèi)部相關(guān)參數(shù)α , T1, β，T2, K, T3 ；[0007]2)根據(jù)電壓控制點位置調(diào)整參數(shù):
[0008]若電壓控制點在變壓器內(nèi)部，有O < AXTi < XTi, AXl = O, δ Xi = 0，若電壓控制



Σ/α
點在變壓器外部，有 AXTi = XTi，0< AXl<Xl, SXi = k-(AXTl+AXL.—^-), k 為系數(shù)，其中
N臺發(fā)電機各自的升壓變壓器電抗分別為XT1，XT2，...，XTN，i = 1，2，...，N，線路電抗為
[0009]3)計算每臺發(fā)電機機端參考電壓:
[0010]對電壓控制點在變壓器內(nèi)部或線路上兩種情況下發(fā)電機機端電壓參考值的計算方法進行綜合，得到統(tǒng)一的計算步驟如下:
[0011]31)計算每臺發(fā)電機機端到被控點之間的電抗引起的電壓降落AVi, i =1，2，…，N:
[0012]
_
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制方法控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)輸入控制參數(shù)和測量結(jié)果:測量結(jié)果為第i臺發(fā)電機輸出無功電流值Iqi，I=1，2，…，N ;控制參數(shù)包括第i臺發(fā)電機和對應(yīng)控制點之間的電抗AXTi，發(fā)電機升壓變壓器高壓側(cè)母線和對應(yīng)控制點之間的電抗Λ\，第i臺發(fā)電機的電壓下降特性系數(shù)Xtw，第i臺發(fā)電機無功電流設(shè)定值，第i臺發(fā)電機對應(yīng)的控制點的電壓設(shè)定值Vtofi，初始狀況下第I臺發(fā)電機對應(yīng)的控制點的電壓設(shè)定值Vtofitl，補償電抗SXi，相位補償環(huán)節(jié)內(nèi)部相關(guān)參數(shù)α , T1, β，T2, K, T3 ； 2)根據(jù)電壓控制點位置調(diào)整參數(shù): 若電壓控制點在變壓器內(nèi)部，有O < AXTi<XTi，AXl = O, SXi = O，若電壓控制點在



ΣΑ,變壓器外部，有AXTi = XTi，0< AXl<Xl,k為系數(shù)，其中N臺



14 發(fā)電機各自的升壓變壓器電抗分別為^...3?，I = 1，2，...，N，線路電抗為 3)計算每臺發(fā)電機機端參考電壓: 對電壓控制點在變壓器內(nèi)部或線路上兩種情況下發(fā)電機機端電壓參考值的計算方法進行綜合，得到統(tǒng)一的計算步驟如下: 31)計算每臺發(fā)電機機端到被控點之間的電抗引起的電壓降落AVi,i = I, 2,…，N:

2.一種發(fā)電廠高壓側(cè)無功-電壓綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括壓降計算模塊、調(diào)壓特性模塊、電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊、電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊、機端電壓參考值計算模塊和相位補償環(huán)節(jié)模塊；壓降計算模塊、調(diào)壓特性模塊、電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊和電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊的各輸入端與所需測量值和設(shè)定值相連；壓降計算模塊、調(diào)壓特性模塊、電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊和電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊的各輸出端分別與機端電壓參考值計算模塊的輸入端相連，機端電壓參考值計算模塊的輸出端與N個相位補償環(huán)節(jié)模塊的輸入端相連，N個相位補償環(huán)節(jié)模塊的輸出端分別與N個發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的輸入端相連；其中壓降計算模塊、調(diào)壓特性模塊、電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊和電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊根據(jù)給定參數(shù)和測量結(jié)果計算出中間變量，中間變量和給定參數(shù)再輸入到機端電壓參考值計算模塊，計算出機端電壓參考值，機端電壓參考值經(jīng)過相位補償環(huán)節(jié)得到修正量，該修正量與機端電壓參考值相加，最后的結(jié)果作為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的輸入； 所述壓降計算模塊用于計算發(fā)電機電流經(jīng)過發(fā)電機機端到被控點之間的電抗引起的電壓降落； 所述調(diào)壓特性模塊的作用是模擬發(fā)電機的機端電壓下降特性； 所述電流設(shè)定值調(diào)整補償模塊是為了使發(fā)電機無功電流等于設(shè)定值時被控點實際電壓等于設(shè)定電壓而引入的補償量，這樣可以在發(fā)電機無功電流較大時也能保持被控點電壓在較高值； 所述電壓設(shè)定值調(diào)整補償模塊的作用是補償控制點電壓設(shè)定值發(fā)生變化而引起發(fā)電機無功電流的改變； 所述機端電壓參考值計算模塊用于計算發(fā)電機機端電壓的參考值，輸出到發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)； 所述相位補償環(huán)節(jié)模塊采用包括超前校正網(wǎng)絡(luò)、滯后校正網(wǎng)絡(luò)和一階慣性環(huán)節(jié)中的任意一種，可以選擇合適的參數(shù)來決定相位補償環(huán)節(jié)的功能，改善穩(wěn)態(tài)或動態(tài)性能。
【文檔編號】H02P9/10GK103986383SQ201410232542
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】周保榮, 謝小榮, 董宜鵬, 洪潮, 金小明, 姚文峰 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)