换流站无功功率控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种换流站无功功率控制方法和系统、以及高压直流输电系统，其方法包括：采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值，并获取预设的换流站和交流系统交换的无功功率期望值；对总无功功率值和无功功率期望值求和得到换流站内的换流器消耗的无功功率指令值；根据无功功率指令值以及预设的换流站的直流功率指令值获取换流站的直流电压指令值；根据直流电压指令值以及直流功率指令值获取换流站的直流电流指令值；按照直流电压指令值和直流电流指令值对换流站进行控制。采用本发明专利技术方案，确保输送有功功率不变的同时实现对换流站与交流系统交换无功功率控制的目的，充分发挥换流器动态无功功率调节能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压直流输电
，特别是涉及一种换流站无功功率控制方法和 系统。
技术介绍
高压直流输电（HVDC，High Voltage Direct Current Transmission)由于输送容 量大且损耗小、功率调节灵活可靠、不存在同步运行的稳定问题、可实现电力系统之间的非 同步联网等优点，在远距离大容量直流输电、背靠背直流联网、跨海峡直流海底电缆输电、 交直流系统混联等方面都得到了广泛应用。 由于换流器是非线性元件，因而换流器在运行过程中需要消耗大量无功功率，约 为直流功率的40 %~60%。因而换流站都配置无功功率控制功能，通过投切交流滤波器调 整无功补偿设备的投入容量，将交直流系统间的无功交换量控制在一定范围内，或将交流 母线电压控制在一定范围内。换流站消耗无功功率的大小，与系统控制方式、直流输送功 率、直流电压、直流电流、换相角和换相电抗都有关系。在高压直流输电系统无功控制中，常 用逐步增加直流输电有功功率，根据无功功率数值的变化决定无功补偿装置投切策略。 另外，当直流输送功率水平较低时，由于受换流站交流滤波器设备性能和接入点 谐波性能的限制，投入的交流滤波器容量可能远大于换流器的无功消耗量，将产生大量无 功剩余。为此，部分直流输电工程中配置了针对直流低负荷下的无功控制功能，根据预设工 况直接增大换流器的触发角，增大换流器的无功消耗，达到减小交直流系统无功交换的目 的。 现有高压直流输电系统的换流站无功功率控制的方法是完全根据离线计算数据 实施的，对换流站与交流系统间的无功交换量的调节是静态、有级调节，没有充分利用换流 器的无功动态调节能力。
技术实现思路
专利技术的目的在于提供一种换流站无功功率控制方法和系统，可以充分发挥换流器 的无功动态调节能力。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现： -种换流站无功功率控制方法，包括： 采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值，并获取预设的所述换流 站和交流系统交换的无功功率期望值； 对所述总无功功率值和所述无功功率期望值求和得到所述换流站内的换流器消 耗的无功功率指令值； 根据所述无功功率指令值以及预设的所述换流站的直流功率指令值获取所述换 流站的直流电压指令值； 根据所述直流电压指令值以及所述直流功率指令值获取所述换流站的直流电流 指令值； 按照所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进行控制。 -种换流站无功功率控制系统，包括： 采集模块，用于采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值，并获取 预设的所述换流站和交流系统所交换的无功功率期望值； 求和模块，用于对所述总无功功率值和所述无功功率期望值求和得到所述换流站 内的换流器消耗的无功功率指令值； 第一处理模块，用于根据所述无功功率指令值以及预设的直流功率指令值获取直 流电压指令值； 第二处理模块，用于根据所述直流电压指令值以及所述直流功率指令值获取直流 电流指令值； 控制模块，用于按照所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进 行控制。 依据上述本专利技术的方案，其是采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功 率值，并获取预设的所述换流站和交流系统交换的无功功率期望值，对所述总无功功率值 和所述无功功率期望值求和得到所述换流站内的换流器消耗的无功功率指令值，根据所述 无功功率指令值以及预设的所述换流站的直流功率指令值获取所述换流站的直流电压指 令值，根据所述直流电压指令值以及所述直流功率指令值获取所述换流站的直流电流指令 值，按照所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进行控制；由于是按照 所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进行控制，而所述直流电压指令 值和所述直流电流指令值是基于实时采集的换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功 功率值、以及预设的无功功率期望值、预设的直流功率指令值获得的，可以确保输送有功功 率不变的同时实现对换流站与交流系统交换无功功率控制的目的，充分发挥换流器动态无 功功率调节能力。【附图说明】 图1为本专利技术实施例一换流站无功功率控制方法的实现流程示意图； 图2为本专利技术的整流站与交流系统交换无功功率的"开环+闭环"控制流程示意图； 图3为一个示例中的CIGRE直流输电标准测试系统的直流系统模型结构示意； 图4为未使用本专利技术实施例方案时的交直流系统无功交换情况； 图5为仅使用本专利技术实施例中"开环"部分方案时的交直流系统无功交换情况； 图6为使用本专利技术实施例中"开环+闭环"方案时的交直流系统无功交换情况； 图7为本专利技术实施例二换流站无功功率控制系统的组成结构示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本 专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本专利技术， 并不限定本专利技术的保护范围。 参见图1所示，为本专利技术实施例一的换流站无功功率控制方法的实现流程图。如图 1所示，本实施例中的换流站无功功率控制方法包括如下步骤：步骤S101:采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值，并获取预设 的所述换流站和交流系统交换的无功功率期望值；这里，所述换流站包括整流站、或者逆变站，整流站内设有设有整流器，逆变站内 设有逆变器； 这里，所述无功功率期望值是指期望所述换流站与交流系统交换的无功功率的大 小，可以根据实际需要设定； 具体地，可以实时采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值； 步骤S102:对所述总无功功率值和所述无功功率期望值求和得到所述换流站内的 换流器消耗的无功功率指令值； 步骤S103:根据所述无功功率指令值以及预设的所述换流站的直流功率指令值获 取所述换流站的直流电压指令值； 具体地，可以根据获取直流电压指令值； 其中，Udc^ord表示所述直流电压指令值，Pdd^rd表示所述直流功率指令值，Qdd^rd 表示所述无功功率指令值，UdcOR表示所述换流器的理想直流空载电压值，Idc^rd表示直流电 流指令值； 步骤S104:根据所述直流电压指令值以及所述直流功率指令值获取所述换流站的 直流电流指令值； 具体地，可以根据茯取直流电流指令值； 其中，Udd^rd表示所述直流电压指令值，Pdd^rd表示所述无功功率指令值，Idc^rd表 示所述直流电流指令值； 步骤S105:按照所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进行控 制； 具体地，可以控制所述换流站，以使所述换流站的直流电压与所述直流电压指令 值一致，并使所述换流站的直流电流与所述直流电压指令值一致。据此，依据上述本实施例的方案，其是采集换流站内投入的交流滤波器所提供的 总无功功率值，并获取预设的所述换流站和交流系统交换的无功功率期望值，对所述总无 功功率值和所述无功功当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换流站无功功率控制方法，其特征在于，包括：采集换流站内投入的交流滤波器所提供的总无功功率值，并获取预设的所述换流站和交流系统交换的无功功率期望值；对所述总无功功率值和所述无功功率期望值求和得到所述换流站内的换流器消耗的无功功率指令值；根据所述无功功率指令值以及预设的所述换流站的直流功率指令值获取所述换流站的直流电压指令值；根据所述直流电压指令值以及所述直流功率指令值获取所述换流站的直流电流指令值；按照所述直流电压指令值和所述直流电流指令值对所述换流站进行控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅闯，汪娟娟，梁泽勇，李子林，李瑶佳，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44