專利名稱：靜止無(wú)功補(bǔ)償器抑制換流站暫態(tài)電壓波動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在直流換流站中通過(guò)直流控制系統(tǒng)與靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系統(tǒng)的相互 配合來(lái)抑制無(wú)功設(shè)備投切引起暫態(tài)電壓波動(dòng)的方法和相關(guān)的控制裝置。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電由于其特有的優(yōu)點(diǎn)，比如，長(zhǎng)距離、大功率、異步聯(lián)網(wǎng)、功率快速調(diào) 節(jié)性、潮流可控性、輸電經(jīng)濟(jì)性等，得到廣泛的應(yīng)用。在直流輸電換流站中，為了滿足 無(wú)功補(bǔ)償和濾除諧波的要求，需要安裝大量的交流濾波器、交流電容器及交流電抗器等 無(wú)功設(shè)備補(bǔ)償器。當(dāng)高壓直流輸電送端或受端所聯(lián)接的交流系統(tǒng)強(qiáng)度較弱時(shí)，如果換流 站無(wú)功設(shè)備容量較大，投入/切除無(wú)功設(shè)備時(shí)會(huì)引起較大的換流站交流母線電壓波動(dòng)，有 可能超出設(shè)計(jì)限值。目前在工程上通常采用快速改變直流換流器的觸發(fā)角度來(lái)抑制投切 無(wú)功設(shè)備引起的母線電壓波動(dòng)，但是這種方法的缺點(diǎn)是直流換流器觸發(fā)角的改變會(huì)導(dǎo)致 直流運(yùn)行工況發(fā)生改變，因此在高壓直流輸電實(shí)際運(yùn)行中該功能基本上未投入使用。
靜止無(wú)功補(bǔ)償器一種典型類型是由晶閘管控制電抗器(Thyristor Control Reactor, TCR)和固定電容器(Fixed Capacitor，F(xiàn)C)組合而成，可以連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)出和吸收無(wú)功 功率，是平衡電力網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率和穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的有效手段。
換流站采用無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)抑制換流母線電壓波動(dòng)通常采用兩個(gè)基本控制目標(biāo)定換 流母線交流電壓控制和定交換無(wú)功功率控制。靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系統(tǒng)無(wú)論采用定電壓 控制還是定交換無(wú)功功率的控制方式，都是利用靜止無(wú)功補(bǔ)償器快速改變無(wú)功的功能， 來(lái)抑制無(wú)功設(shè)備投入/切除時(shí)引起的換流站交流母線電壓波動(dòng)。但是由于靜止無(wú)功補(bǔ)償器 有10~20毫秒的響應(yīng)時(shí)間，因此無(wú)法徹底補(bǔ)償無(wú)功設(shè)備投切時(shí)引起的換流母線電壓的 暫態(tài)電壓波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提出一種通過(guò)直流控制系統(tǒng)與系統(tǒng)現(xiàn)有的靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系 統(tǒng)的相互配合來(lái)抑制換流站投切無(wú)功設(shè)備引起的換流母線暫態(tài)電壓波動(dòng)的新方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是靜止無(wú)功補(bǔ)償器抑制換流站暫態(tài)電壓波動(dòng)方法，在直流控制
系統(tǒng)發(fā)出投入/切除無(wú)功設(shè)備控制指令的同時(shí)將控制指令信號(hào)送至靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制
器，靜止無(wú)功補(bǔ)償器在無(wú)功設(shè)備投/切瞬間暫時(shí)的降低/增大TCR觸發(fā)角參考值，增大/ 減少靜止無(wú)功補(bǔ)償器對(duì)無(wú)功功率的消耗量，并由此限制動(dòng)態(tài)交流電壓變化率。TCR觸 發(fā)角參考值瞬變量為一個(gè)固定值。
當(dāng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制器的控制使TCR觸發(fā)角輸出達(dá)到設(shè)定值，TCR觸發(fā)角瞬變 的角度將在隨后的相對(duì)一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，從設(shè)定值回降至0，在此過(guò)程中靜止無(wú)功補(bǔ) 償器自身閉環(huán)控制也同時(shí)起調(diào)節(jié)作用。
無(wú)功設(shè)備投切時(shí)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器TCR觸發(fā)角由初始值瞬變到設(shè)定值時(shí)間為10 ±2毫秒，TCR觸發(fā)角瞬變角度回降至0時(shí)間為5±2秒，TCR觸發(fā)角瞬變角度值為 20±5度，以上三個(gè)參數(shù)的最佳值可通過(guò)數(shù)字仿真計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。
本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)直流控制系統(tǒng)與系統(tǒng)現(xiàn)有的靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系統(tǒng)的 相互配合來(lái)抑制換流站投切無(wú)功設(shè)備引起的換流母線暫態(tài)電壓波動(dòng)，使投切無(wú)功設(shè)備時(shí) 換流站交流母線電壓波動(dòng)不超出范圍。


圖1為靜止無(wú)功補(bǔ)償器TCR觸發(fā)角瞬變控制輸出與投入無(wú)功設(shè)備的配合 圖2為靜止無(wú)功補(bǔ)償器TCR觸發(fā)角瞬變控制輸出與切除無(wú)功設(shè)備的配合
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，直流控制系統(tǒng)發(fā)出投入無(wú)功設(shè)備指令的同時(shí)將控制信號(hào)送至靜止無(wú)功 補(bǔ)償器控制系統(tǒng)，在投入無(wú)功設(shè)備瞬間，靜止無(wú)功補(bǔ)償器采用TCR觸發(fā)角瞬變控制在 tr-short時(shí)間(10土2毫秒)內(nèi)將TCR觸發(fā)角快速減小到某個(gè)設(shè)定值，增大TCR吸收的無(wú) 功。當(dāng)控制器的輸出達(dá)到設(shè)定值后，TCR觸發(fā)角瞬變減小的角度將在隨后的相對(duì)較長(zhǎng) 的tr-long時(shí)間(5土2秒)內(nèi)，從設(shè)定值回降至0，在此過(guò)程中靜止無(wú)功補(bǔ)償器自身閉環(huán) 控制也同時(shí)起調(diào)節(jié)作用。
如圖2所示，直流控制系統(tǒng)發(fā)出切除無(wú)功設(shè)備指令的同時(shí)將控制信號(hào)送至靜止無(wú)功 補(bǔ)償器控制系統(tǒng)，在切除無(wú)功設(shè)備的瞬間，靜止無(wú)功補(bǔ)償器采用TCR觸發(fā)角瞬變控制 在tr-short時(shí)間(10土2毫秒)內(nèi)將TCR觸發(fā)角快速增大至某個(gè)設(shè)定值，減小TCR吸收 的無(wú)功。當(dāng)控制器的輸出達(dá)到設(shè)定值后，TCR觸發(fā)角瞬變?cè)龃蟮慕嵌葘⒃陔S后的相對(duì) 較長(zhǎng)的tr-long時(shí)間(5士2秒)內(nèi)，從設(shè)定值回降至0，在此過(guò)程中靜止無(wú)功補(bǔ)償器自身 閉環(huán)控制也同時(shí)起調(diào)節(jié)作用。
權(quán)利要求
1. 靜止無(wú)功補(bǔ)償器抑制換流站暫態(tài)電壓波動(dòng)方法，其特征是通過(guò)直流控制系統(tǒng)與靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系統(tǒng)的相互配合來(lái)抑制換流站中無(wú)功設(shè)備投切引起的暫態(tài)電壓波動(dòng)；直流控制系統(tǒng)發(fā)出投入/切除無(wú)功設(shè)備控制指令的同時(shí)將控制指令信號(hào)送至靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制器，靜止無(wú)功補(bǔ)償器在無(wú)功設(shè)備投/切瞬間暫時(shí)的降低/增大靜止無(wú)功補(bǔ)償器的TCR觸發(fā)角參考值，增大/減少靜止無(wú)功補(bǔ)償器對(duì)無(wú)功功率的消耗量，并由此限制動(dòng)態(tài)交流電壓變化率。TCR觸發(fā)角瞬變量為一個(gè)固定值，當(dāng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制器的控制使TCR觸發(fā)角輸出瞬變量達(dá)到設(shè)定值，TCR觸發(fā)角瞬變的角度將在隨后的相對(duì)一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，從設(shè)定值回降至0，在此過(guò)程中靜止無(wú)功補(bǔ)償器自身閉環(huán)控制也同時(shí)起調(diào)節(jié)作用。
2、 由權(quán)利要求1所述，其特征是無(wú)功設(shè)備投切時(shí)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器TCR觸發(fā)角 由初始值瞬變到設(shè)定值時(shí)間為10±2毫秒，TCR觸發(fā)角瞬變角度回降至0時(shí)間為5±2 秒，TCR觸發(fā)角瞬變角度設(shè)定值為20±5度，以上三個(gè)參數(shù)的最佳值可通過(guò)數(shù)字仿真 計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。
全文摘要
靜止無(wú)功補(bǔ)償器抑制換流站暫態(tài)電壓波動(dòng)方法，通過(guò)直流控制系統(tǒng)與靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制系統(tǒng)的相互配合來(lái)抑制換流站中無(wú)功設(shè)備投切引起的暫態(tài)電壓波動(dòng)；直流控制系統(tǒng)發(fā)出投入/切除無(wú)功設(shè)備控制指令的同時(shí)將控制指令信號(hào)送至靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制器，靜止無(wú)功補(bǔ)償器在無(wú)功設(shè)備投/切瞬間暫時(shí)的降低/增大靜止無(wú)功補(bǔ)償器的TCR觸發(fā)角參考值，增大/減少靜止無(wú)功補(bǔ)償器對(duì)無(wú)功功率的消耗量，并由此限制動(dòng)態(tài)交流電壓變化率。TCR觸發(fā)角瞬變量為一個(gè)固定值，當(dāng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制器的控制使TCR觸發(fā)角輸出瞬變量達(dá)到設(shè)定值，TCR觸發(fā)角瞬變的角度將在隨后時(shí)間內(nèi)，從設(shè)定值回降至0，在此過(guò)程中靜止無(wú)功補(bǔ)償器自身閉環(huán)控制也同時(shí)起調(diào)節(jié)作用。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101383512SQ20081015489
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者王小紅, 銘 胡, 鵬 高 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司;常州博瑞電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司