本發(fā)明涉及柔性直流輸電技術(shù)，具體涉及一種柔性直流的附加無(wú)功功率控制方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中輸送有功功率時(shí)會(huì)消耗無(wú)功功率，變壓器、電動(dòng)機(jī)等工作時(shí)也會(huì)從電力系統(tǒng)中吸收感性無(wú)功功率。常規(guī)直流在運(yùn)行中需要消耗大量的感性無(wú)功功率。在額定條件下運(yùn)行時(shí)，整流器消耗的無(wú)功功率約為直流功率的30％～50％，逆變器約為40％～60％。因此，為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，隨時(shí)為之提供足夠的無(wú)功就顯得格外重要，而無(wú)功過(guò)?；虿蛔阌侄紩?huì)直接造成交流電壓的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)危及整個(gè)電網(wǎng)安全。當(dāng)常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償裝置(如常規(guī)直流的交流濾波器、并聯(lián)電抗器等)進(jìn)行投切操作時(shí)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生無(wú)功沖擊，引起交流電壓波動(dòng)。

隨著柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展，工程應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，將出現(xiàn)更多的與常規(guī)直流輸電系統(tǒng)、無(wú)功補(bǔ)償裝置相連的情況，但現(xiàn)有柔性直流輸電的無(wú)功控制技術(shù)缺少相應(yīng)的附加控制方案，沒(méi)有挖掘柔性直流輸電系統(tǒng)無(wú)功功率連續(xù)可調(diào)的特性，沒(méi)有發(fā)揮出其動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪芰Γ瑢?dǎo)致對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率控制效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切過(guò)程中，產(chǎn)生的無(wú)功沖擊和交流電壓波動(dòng)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種柔性直流的附加無(wú)功功率控制方法，在投/切無(wú)功補(bǔ)償裝置前，柔直根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)暫時(shí)地發(fā)出/吸收一定的無(wú)功功率，在投/切無(wú)功補(bǔ)償裝置的瞬間，在無(wú)功限值以內(nèi)，暫時(shí)地吸收/發(fā)出無(wú)功，以此降低無(wú)功沖擊，抑制動(dòng)態(tài)交流電壓變化。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種柔性直流的附加無(wú)功功率控制方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：檢測(cè)電網(wǎng)是否無(wú)功缺額或無(wú)功過(guò)多，若是，則生成第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc并輸入附加無(wú)功功率控制器；否則執(zhí)行步驟2；

步驟2：檢測(cè)是否投切無(wú)功補(bǔ)償裝置，若是，則生成第二附加無(wú)功指令ΔQ′_vsc并輸入附加無(wú)功功率控制器，否則表明電網(wǎng)正常運(yùn)行；

步驟3：控制柔性直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力。

所述步驟1之前包括：

在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

所述實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)包括：

通過(guò)電網(wǎng)中的調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

所述電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)包括實(shí)際無(wú)功功率Q和無(wú)功功率需求Q_d。

所述步驟1中，電網(wǎng)的無(wú)功缺額是指無(wú)功功率需求Q_d與實(shí)際無(wú)功功率Q之差小于0；

電網(wǎng)的無(wú)功過(guò)多是指無(wú)功功率需求Q_d與實(shí)際無(wú)功功率Q之差大于0。

所述步驟1中，第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc表示為：

ΔQ_vsc＝Q_d-Q

其中，Q_d為無(wú)功功率需求，Q為實(shí)際無(wú)功功率。

所述步驟2中，第二附加無(wú)功指令ΔQ_v′_sc表示為：

ΔQ′_vsc＝Q_d-Q+Q_c

其中，Q_d為無(wú)功功率需求，Q為實(shí)際無(wú)功功率；

Q_c為無(wú)功功率變化量，具體分為以下兩種情況：

投入無(wú)補(bǔ)償裝置時(shí)，無(wú)功功率變化量Q_c為正；

切除無(wú)補(bǔ)償裝置時(shí)，無(wú)功功率變化量Q_c為負(fù)。

所述步驟3中，控制柔性直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力包括：

設(shè)電網(wǎng)的原無(wú)功功率指令為Q_ref，在原無(wú)功功率指令Q_ref的基礎(chǔ)上疊加第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc或第二附加無(wú)功指令ΔQ′_vsc，生成新的無(wú)功功率指令Q′_ref，所述新的無(wú)功功率指令Q′_ref輸入到定無(wú)功功率控制器，控制直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

1)采用該控制附加無(wú)功功率控制方法之前，交流濾波器(并聯(lián)電抗器)投切時(shí)將直接產(chǎn)生50Mvar以上的無(wú)功沖擊，而采用該控制附加無(wú)功功率控制方法可完全抑制無(wú)功沖擊，提高供電質(zhì)量；

2)采用該控制附加無(wú)功功率控制方法之前，交流濾波器(并聯(lián)電抗器)投切時(shí)將直接產(chǎn)生7kV的交流電壓波動(dòng)，而采用該控制附加無(wú)功功率控制方法后，交流電壓無(wú)波動(dòng)，平滑變化，提高電壓穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中柔性直流輸電系統(tǒng)與無(wú)功補(bǔ)償裝置連接示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)功功率需求與無(wú)功補(bǔ)償曲線示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中第一附加無(wú)功指令示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中附加無(wú)功功率控制器示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中柔性直流的控制附加無(wú)功功率控制方法流程圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)附加無(wú)功功率控制時(shí)的電網(wǎng)的無(wú)功功率示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)附加無(wú)功功率控制時(shí)的交流母線電壓有效值示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中加入附加無(wú)功功率控制時(shí)的電網(wǎng)的無(wú)功功率示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例中加入附加無(wú)功功率控制時(shí)的交流母線電壓有效值示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中柔直直流的無(wú)功功率示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明涉及柔性直流輸電系統(tǒng)的控制方法，是一種用于與無(wú)功補(bǔ)償裝置或與常規(guī)直流輸電系統(tǒng)相連的柔性直流輸電系統(tǒng)，在無(wú)功補(bǔ)償裝置發(fā)生投入(切除)操作時(shí)，利用柔性直流無(wú)功連續(xù)可調(diào)的特性，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)快速調(diào)節(jié)無(wú)功出力，降低交流濾波器(并聯(lián)電抗器)等無(wú)功補(bǔ)償裝置投切過(guò)程中的無(wú)功沖擊或交流電壓波動(dòng)的控制方法。

本發(fā)明提供一種柔性直流的附加無(wú)功功率控制方法，如圖5，所述方法包括以下步驟：

步驟1：檢測(cè)電網(wǎng)是否無(wú)功缺額或無(wú)功過(guò)多，若是，則生成第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc并輸入附加無(wú)功功率控制器；否則執(zhí)行步驟2；

步驟2：檢測(cè)是否投切無(wú)功補(bǔ)償裝置，若是，則生成第二附加無(wú)功指令ΔQ′_vsc并輸入附加無(wú)功功率控制器，否則表明電網(wǎng)正常運(yùn)行；

步驟3：控制柔性直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力。

所述步驟1之前包括：

在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

所述實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)包括：

通過(guò)電網(wǎng)中的調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

所述電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)包括實(shí)際無(wú)功功率Q和無(wú)功功率需求Q_d，無(wú)功功率需求Q_d與無(wú)功補(bǔ)償曲線如圖2，其中縱坐標(biāo)為無(wú)功功率需求Q_d，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，實(shí)線表示交流濾波器、并聯(lián)電抗器等無(wú)功補(bǔ)償裝置投切。

所述步驟1中，電網(wǎng)的無(wú)功缺額是指無(wú)功功率需求Q_d與實(shí)際無(wú)功功率Q之差小于0；

電網(wǎng)的無(wú)功過(guò)多是指無(wú)功功率需求Q_d與實(shí)際無(wú)功功率Q之差大于0。

所述步驟1中，第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc表示為：

ΔQ_vsc＝Q_d-Q

其中，Q_d為無(wú)功功率需求，Q為實(shí)際無(wú)功功率。

第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc如圖3，其中縱坐標(biāo)為第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc，橫坐標(biāo)為時(shí)間t。

所述步驟2中，第二附加無(wú)功指令ΔQ′_vsc表示為：

ΔQ′_vsc＝Q_d-Q+Q_c

其中，Q_d為無(wú)功功率需求，Q為實(shí)際無(wú)功功率；

Q_c為無(wú)功功率變化量，具體分為以下兩種情況：

投入無(wú)補(bǔ)償裝置時(shí)，無(wú)功功率變化量Q_c為正；

切除無(wú)補(bǔ)償裝置時(shí)，無(wú)功功率變化量Q_c為負(fù)。

所述步驟3中，控制柔性直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力包括：

如圖4，設(shè)電網(wǎng)的原無(wú)功功率指令為Q_ref，在原無(wú)功功率指令Q_ref的基礎(chǔ)上疊加第一附加無(wú)功指令ΔQ_vsc或第二附加無(wú)功指令ΔQ_v′_sc，生成新的無(wú)功功率指令Q′_ref，所述新的無(wú)功功率指令Q′_ref輸入到定無(wú)功功率控制器，控制直流輸電系統(tǒng)的無(wú)功出力。

分別對(duì)比圖6和圖8，圖7和圖9可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的柔性直流的控制附加無(wú)功功率控制方法，利用柔性直流無(wú)功連續(xù)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)快速調(diào)節(jié)無(wú)功出力，降低交流濾波器(并聯(lián)電抗器)等無(wú)功補(bǔ)償裝置投切過(guò)程中的無(wú)功沖擊或交流電壓波動(dòng)；且采用該控制附加無(wú)功功率控制方法之前，交流濾波器(并聯(lián)電抗器)投切時(shí)將直接產(chǎn)生50Mvar以上的無(wú)功沖擊，而采用該控制附加無(wú)功功率控制方法可完全抑制無(wú)功沖擊，提高供電質(zhì)量；另外，采用該控制附加無(wú)功功率控制方法之前，交流濾波器(并聯(lián)電抗器)投切時(shí)將直接產(chǎn)生7kV的交流電壓波動(dòng)，而采用該控制附加無(wú)功功率控制方法后，交流電壓無(wú)波動(dòng)，平滑變化，提高電壓穩(wěn)定性。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。