一種高壓直流輸電送端的電壓控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)自動電壓控制領(lǐng)域，尤其是一種高壓直流輸電送端的電壓控 制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 南方電網(wǎng)西部的云南、貴州是大型的送端系統(tǒng)，通過距離大容量特/超高壓直流線 路將西部水電輸送至東部負(fù)荷中屯、。大容量直流輸電系統(tǒng)采用送端孤島運行方式，可減少 直流跳閩后潮流轉(zhuǎn)移對交流系統(tǒng)的影響，在改善遠(yuǎn)距離送電系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高送電能力方 面有著獨特的優(yōu)勢。
[0003] AVC(電廠自動電壓控制)是指按預(yù)定條件和要求自動控制電廠母線電壓或全電廠 無功功率的技術(shù)。在保證機組安全運行的條件下，為系統(tǒng)提供可充分利用的無功功率，減少 電廠的功率損耗。電廠AVC子站系統(tǒng)接收AVC主站系統(tǒng)下發(fā)的全廠控制目標(biāo)（電廠高壓母線 電壓、全廠總無功等），按照控制方法（電壓曲線、恒母線電壓、恒無功)合理分配給每臺機 組，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機無功出力，達(dá)到全廠目標(biāo)控制值，實現(xiàn)全廠多機組的電壓無功自動控 審IJ，整個控制過程如圖1所示。
[0004] 孤島運行工況時，系統(tǒng)的短路比較小，即相同的無功變化量將引起比聯(lián)網(wǎng)工況更 大的電壓波動，因此減小AVC系統(tǒng)的調(diào)壓系數(shù)，使相同電壓偏差對應(yīng)的無功調(diào)整幅度減小， 達(dá)到降低增益，防止電壓大幅振蕩的目的。較低的調(diào)壓系數(shù)能夠適應(yīng)穩(wěn)態(tài)調(diào)壓的需求，但在 孤島穩(wěn)態(tài)功率升降的過程中，隨著孤島系統(tǒng)輸送功率的減少和增加，孤島電廠與換流站的 電壓也會大幅升高或降低。由靈敏度分析可知孤島系統(tǒng)電壓對有功功率變化的靈敏度較 大，因此電廠功率升降會引發(fā)電壓較大幅值的波動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:一種通過在線網(wǎng)絡(luò)分析，自適應(yīng)整定電 壓-無功靈敏度和電壓-有功靈敏度，考慮有功調(diào)整對電壓的影響，從而避免電廠及換流站 母線電壓大幅波動的高壓直流輸電送端的電壓控制方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一目的是:一種通過在線網(wǎng)絡(luò)分析，自適應(yīng)整 定電壓-無功靈敏度和電壓-有功靈敏度，考慮有功調(diào)整對電壓的影響，從而避免電廠及換 流站母線電壓大幅波動的高壓直流輸電送端的電壓控制系統(tǒng)。
[0007] 傳統(tǒng)的AVC(自動電壓控制）的無功調(diào)節(jié)無法同步補償有功功率引發(fā)的電壓偏差， 需要在AVC無功調(diào)節(jié)量中引入有功調(diào)整信息，將其改進為能夠補償有功調(diào)節(jié)的電壓控制器。 [000引本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高壓直流輸電送端的電壓控制方法，包括有W 下步驟：
[0009] A、在遠(yuǎn)距離高壓直流輸電的送端通過孤島檢測模塊檢測送端是否處于孤島運行 狀態(tài)；
[0010] B、若送端處于孤島運行狀態(tài)，則根據(jù)孤島系統(tǒng)電壓-無功靈敏度設(shè)置發(fā)電廠調(diào)壓 系數(shù)，并根據(jù)孤島系統(tǒng)自適應(yīng)電壓-有功靈敏度計算配合有功調(diào)節(jié)的無功補償系數(shù)，進而進 行有功無功協(xié)同控制，執(zhí)行步驟D;
[0011] C、若送端處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，則使用聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的正常調(diào)壓系數(shù)進行無功電壓控制， 執(zhí)行步驟D;
[0012] D、根據(jù)無功功率分配方法計算各個AVC機組的無功功率設(shè)定值；
[0013] E、各個AVC機組勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)上述無功功率設(shè)定值進行本地閉環(huán)控制。
[0014] 進一步，所述步驟B中基于自適應(yīng)電壓-無功靈敏度和電壓-有功靈敏度進行有功 無功協(xié)同控制的計算公式為：
[001 引 Q."c 二 Qjc]牛么1 ' K'口"血,1 -一么P、、-狂麗
[0016] 其中，
[0017] Qavg為全廠無功AVC分配值；
[001引 Qact為當(dāng)前實發(fā)無功；
[0019] A V為實際母線電壓與給定電壓值偏差；
[0020] Kv_islanded為孤島方式下的發(fā)電廠調(diào)壓系數(shù)；
[0021] AP . Kp為孤島發(fā)電機組有功調(diào)節(jié)的無功補償量，AP為孤島發(fā)電機組有功調(diào)節(jié) 量，Kp為配合有功調(diào)節(jié)的無功補償系數(shù)；
[0022] 駕廝為不參加 AVC機組所發(fā)無功之和。
[0023] 進一步，所述Kv_islanded和Kp值根據(jù)潮流方程的電壓-有功靈敏度矩陣和電壓-無功 靈敏度矩陣確定。
[0024] 進一步，所述步驟C中使用聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下根據(jù)正常調(diào)壓系數(shù)進行無功電壓控制的計 算公式為：
[002引谷"〔'=么(。+ A礦.馬,_。泌協(xié)油礎(chǔ)-錢廝
[0026] 其中，
[0027] Qavg為全廠無功AVC分配值；
[0028] Qact為當(dāng)前實發(fā)無功；
[0029] A V為實際母線電壓與給定電壓值偏差；
[0030] Kv_networked為正常調(diào)壓系數(shù)；
[0031] 遠(yuǎn)巧為不參加 AVC機組所發(fā)無功之和。
[0032] 進一步，所述步驟D中的無功功率分配方法為根據(jù)等功率因素原則、無功容量成比 例原則、相似調(diào)整裕度原則或動態(tài)優(yōu)化原則分配各AVC機組無功值。
[0033] 進一步，所述步驟D中的無功功率分配方法為根據(jù)相似調(diào)整裕度原則分配各AVC機 組無功值，分配的計算公式為：
[0035] 其中，
[0036] n為參加 AVC的機組數(shù)；
[0037] QiMax-化為參加 AVC的第i臺機組的無功調(diào)整裕度；
[003引 ((jU、-。）為參加 AVC機組的當(dāng)前無功調(diào)整裕度之和；
[0039] QiAV功AVC分配到第i臺參加 AVC機組的無功出力。
[0040] 本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:一種高壓直流輸電送端的電壓控制系統(tǒng)，包括 有：
[0041] 孤島檢測模塊，用于檢測在遠(yuǎn)距離高壓直流輸電的送端是否處于孤島運行狀態(tài)；
[0042] 孤島運行控制模塊，用于在送端處于孤島運行狀態(tài)時，根據(jù)孤島系統(tǒng)電壓-無功靈 敏度在線設(shè)置發(fā)電廠調(diào)壓系數(shù)，根據(jù)孤島系統(tǒng)自適應(yīng)電壓-有功靈敏度計算配合有功調(diào)節(jié) 的無功補償系數(shù)，進行有功無功協(xié)同控制；
[0043] 聯(lián)網(wǎng)控制模塊，用于在送端處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時，使用聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的正常調(diào)壓系數(shù)進 行無功電壓控制；
[0044] 無功功率分配模塊，用于根據(jù)無功功率分配方法計算各個AVC機組的無功功率設(shè) 定值；
[0045] 系統(tǒng)中的AVC機組，根據(jù)上述無功功率設(shè)定值，利用AVC機組勵磁調(diào)節(jié)器進行本地 閉環(huán)控制。
[0046] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法根據(jù)高壓直流輸電送端系統(tǒng)的不同運行工況， 在孤島工況時根據(jù)孤島電壓對無功靈敏度計算，采用較小的調(diào)壓系數(shù)，避免孤島系統(tǒng)電壓 周期性振蕩;根據(jù)孤島電壓對有功靈敏度，與有功調(diào)整信息配合，避免電廠高壓母線電壓隨 系統(tǒng)送出功率的增減而大幅降升。
[0047] 本發(fā)明的另一有益效果是:本發(fā)明系統(tǒng)適應(yīng)高壓直流輸電送端系統(tǒng)的不同運行工 況，在聯(lián)網(wǎng)工況時采用正常的調(diào)壓系數(shù)進行無功電壓控制;在孤島工況，根據(jù)孤島電壓-無 功靈敏度和電壓-有功靈敏度，將AVC與有功調(diào)整信息配合進行有功無功協(xié)同控制，避免電 廠高壓母線電壓隨系統(tǒng)送出功率的增減而大幅降升。
【附圖說明】
[004引圖1為現(xiàn)有技術(shù)電壓控制的整體傳遞函數(shù)框圖；
[0049] 圖2為本發(fā)明方法的步驟流程圖；
[0050] 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖4為本發(fā)明實施例中孤島系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖5為本發(fā)明電壓控制的整體傳遞函數(shù)框圖。
【具體實施方式】
[0053] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0054] 參照圖2,一種高壓直流輸電送端的電壓控制方法，包括有W下步驟：
[0055] A、在遠(yuǎn)距離高壓直流輸電的送端通過孤島檢測模塊檢測送端是否處于孤島運行 狀態(tài)；
[0056] B、若送端處于孤島運行狀態(tài)，則根據(jù)孤島系統(tǒng)自適應(yīng)電壓-無功靈敏度設(shè)置發(fā)電 廠調(diào)壓系數(shù)，并根據(jù)孤島系統(tǒng)自適應(yīng)電壓-有功靈敏度計算配合有功調(diào)節(jié)的無功補償系數(shù)， 進行有功無功協(xié)同控制，執(zhí)行步驟D;
[0057] C、若送端處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，則使用聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的正常調(diào)壓系數(shù)進行無功電壓控制， 執(zhí)行步驟D;
[0058] D、根據(jù)無功功率分配方法計算各個AVC機組的無功功率設(shè)定值；
[0059] E、各個AVC機組勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)上述無功功率設(shè)定值進行本地閉環(huán)控制。
[0060] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，在孤島工況定值方式下，電廠AVC按照給定的母線電 壓值，計算全廠無功出力，目標(biāo)是使電廠母線電壓維持在給定水平;所述步驟B中基于自適 應(yīng)電壓-無功靈敏度和電壓-有功靈敏度進行有功無功協(xié)同控制的計算公式為：
[0062] 其中，
[0063] Qavg為全廠無功AVC分配值；
[0064] Qact為當(dāng)前實發(fā)無功；
[0065] A V為實際母線電壓與給定電壓值偏差；
[0066] Kv_islanded為孤島方式下的發(fā)電廠調(diào)壓系數(shù)；
[0067] AP . Kp為孤島發(fā)電機組有功調(diào)節(jié)的無功補償量，AP為孤島發(fā)電機組有功調(diào)節(jié) 量，Kp為配合有功調(diào)節(jié)的無功補償系數(shù)；
[0068] 遠(yuǎn)巧為不參加 AVC機組所發(fā)無功之和。
[0069] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述Kv_islanded和Kp值根據(jù)潮流方程的電壓-無功靈敏 度矩陣和電壓-有功靈敏度矩陣確定。
[0070] 對于配合有功調(diào)節(jié)的無功補償系數(shù)Kp,需要通過狀態(tài)估計獲取的系統(tǒng)運行狀態(tài)， 進行在線計算得到自適應(yīng)的