静止无功补偿器抑制换流站暂态电压波动方法

摘要

静止无功补偿器抑制换流站暂态电压波动方法，通过直流控制系统与静止无功补偿器控制系统的相互配合来抑制换流站中无功设备投切引起的暂态电压波动；直流控制系统发出投入/切除无功设备控制指令的同时将控制指令信号送至静止无功补偿器控制器，静止无功补偿器在无功设备投/切瞬间暂时的降低/增大静止无功补偿器的TCR触发角参考值，增大/减少静止无功补偿器对无功功率的消耗量，并由此限制动态交流电压变化率。TCR触发角瞬变量为一个固定值，当静止无功补偿器控制器的控制使TCR触发角输出瞬变量达到设定值，TCR触发角瞬变的角度将在随后时间内，从设定值回降至0，在此过程中静止无功补偿器自身闭环控制也同时起调节作用。

说明书

技术领域

本发明涉及在直流换流站中通过直流控制系统与静止无功补偿器控制系统的相互配合来抑制无功设备投切引起暂态电压波动的方法和相关的控制装置。

背景技术

高压直流输电由于其特有的优点，比如，长距离、大功率、异步联网、功率快速调节性、潮流可控性、输电经济性等，得到广泛的应用。在直流输电换流站中，为了满足无功补偿和滤除谐波的要求，需要安装大量的交流滤波器、交流电容器及交流电抗器等无功设备补偿器。当高压直流输电送端或受端所联接的交流系统强度较弱时，如果换流站无功设备容量较大，投入/切除无功设备时会引起较大的换流站交流母线电压波动，有可能超出设计限值。目前在工程上通常采用快速改变直流换流器的触发角度来抑制投切无功设备引起的母线电压波动，但是这种方法的缺点是直流换流器触发角的改变会导致直流运行工况发生改变，因此在高压直流输电实际运行中该功能基本上未投入使用。

静止无功补偿器一种典型类型是由晶闸管控制电抗器(Thyristor Control Reactor，TCR)和固定电容器(Fixed Capacitor，FC)组合而成，可以连续调节发出和吸收无功功率，是平衡电力网络无功功率和稳定电网电压的有效手段。

换流站采用无功补偿器来抑制换流母线电压波动通常采用两个基本控制目标：定换流母线交流电压控制和定交换无功功率控制。静止无功补偿器控制系统无论采用定电压控制还是定交换无功功率的控制方式，都是利用静止无功补偿器快速改变无功的功能，来抑制无功设备投入/切除时引起的换流站交流母线电压波动。但是由于静止无功补偿器有10～20毫秒的响应时间，因此无法彻底补偿无功设备投切时引起的换流母线电压的暂态电压波动。

发明内容

本发明的目的是：提出一种通过直流控制系统与系统现有的静止无功补偿器控制系统的相互配合来抑制换流站投切无功设备引起的换流母线暂态电压波动的新方法。

本发明的技术方案是：静止无功补偿器抑制换流站暂态电压波动方法，在直流控制系统发出投入/切除无功设备控制指令的同时将控制指令信号送至静止无功补偿器控制器，静止无功补偿器在无功设备投/切瞬间暂时的降低/增大TCR触发角参考值，增大/减少静止无功补偿器对无功功率的消耗量，并由此限制动态交流电压变化率。TCR触发角参考值瞬变量为一个固定值。

当静止无功补偿器控制器的控制使TCR触发角输出达到设定值，TCR触发角瞬变的角度将在随后的相对一段较长的时间内，从设定值回降至0，在此过程中静止无功补偿器自身闭环控制也同时起调节作用。

无功设备投切时，静止无功补偿器TCR触发角由初始值瞬变到设定值时间为10±2毫秒，TCR触发角瞬变角度回降至0时间为5±2秒，TCR触发角瞬变角度值为20±5度，以上三个参数的最佳值可通过数字仿真计算和现场试验确定。

本发明的有益效果是：通过直流控制系统与系统现有的静止无功补偿器控制系统的相互配合来抑制换流站投切无功设备引起的换流母线暂态电压波动，使投切无功设备时换流站交流母线电压波动不超出范围。

附图说明

图1为静止无功补偿器TCR触发角瞬变控制输出与投入无功设备的配合

图2为静止无功补偿器TCR触发角瞬变控制输出与切除无功设备的配合

具体实施方式

如图1所示，直流控制系统发出投入无功设备指令的同时将控制信号送至静止无功补偿器控制系统，在投入无功设备瞬间，静止无功补偿器采用TCR触发角瞬变控制在tr-short时间(10±2毫秒)内将TCR触发角快速减小到某个设定值，增大TCR吸收的无功。当控制器的输出达到设定值后，TCR触发角瞬变减小的角度将在随后的相对较长的tr-long时间(5±2秒)内，从设定值回降至0，在此过程中静止无功补偿器自身闭环控制也同时起调节作用。

如图2所示，直流控制系统发出切除无功设备指令的同时将控制信号送至静止无功补偿器控制系统，在切除无功设备的瞬间，静止无功补偿器采用TCR触发角瞬变控制在tr-short时间(10±2毫秒)内将TCR触发角快速增大至某个设定值，减小TCR吸收的无功。当控制器的输出达到设定值后，TCR触发角瞬变增大的角度将在随后的相对较长的tr-long时间(5±2秒)内，从设定值回降至0，在此过程中静止无功补偿器自身闭环控制也同时起调节作用。