本申请公开一种孤岛换流站无功过负荷判断控制方法，属于柔性直流输电领域。方法包括：孤岛换流站采用孤岛交流电压控制；实时计算孤岛换流站的实际有功功率和实际无功功率；根据孤岛换流站的PQ运行区间，计算在当前实际有功功率下对应的无功功率运行区间；比较实际无功功率与无功功率运行区间，如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变交流电压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，使其重回功率区间范围内。本技术方案可以避免孤岛站长期无功功率超过PQ运行范围对系统产生危害，保证系统的安全稳定运行。保证系统的安全稳定运行。保证系统的安全稳定运行。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流孤岛换流站无功过负荷判断控制方法及装置
[0001]本申请属于电力系统柔性直流输电
，具体涉及一种孤岛换流站无功过负荷判断控制方法及装置。
技术介绍
[0002]柔性直流输电技术是新一代高压直流输电技术，其特点是可以实现有功功率和无功功率的独立控制，无需交流电网的短路容量支持换相，从而解决风电、光伏等清洁能源接入电网问题，具有较好的发展前景。由于换流器和换流变容量的限制，在同一换流站，有功功率和无功功率必须限制在PQ平面的一个特定范围内，否则可能超过设备容量限制，从而损坏设备，威胁系统安全运行。
[0003]海上风电柔性直流输电工程海上换流站为送端换流站，一般采用孤岛交流电压控制策略，以换流站网侧交流电压为控制目标，海上换流站的有功功率由风电场提供，当风电场发出的无功功率过剩或柔直系统存在较大无功负荷时，换流站的无功功率较大，可能超过系统运行的PQ区间，威胁系统安全稳定运行，此时需要采用一定的过负荷控制策略来降低系统无功。目前柔直换流站的过负荷控制策略主要针对系统有功功率过负荷，考虑通过调整发电机出力、切除负荷来实现有功功率越限的校正，这些控制策略对系统无功的调节能力有限。
[0004]目前文献鲜有涉及针对孤岛系统无功过负荷的控制策略，而孤岛换流站的稳定运行是可再生能源上网和消纳的重要前提，因此，有必要寻找一种适用于孤岛站的过负荷控制策略，当孤岛站发生无功过负荷时主动进行调节，使其重新回到PQ运行区间内，从而保证系统的安全稳定运行，具有重大现实需求。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于针对现有技术不足,提供一种用于柔性直流输电系统孤岛站过负荷控制方法及装置,可以避免孤岛站长期无功功率超过PQ运行范围对系统产生危害，保证系统的安全稳定运行。
[0006]为了达成上述目的，本申请采用的技术方案是：
[0007]一方面，本申请提出了一种孤岛换流站无功过负荷判断控制方法，包括：
[0008]孤岛换流站采用孤岛交流电压控制；
[0009]实时计算孤岛换流站的实际有功功率和实际无功功率；
[0010]根据孤岛换流站的PQ运行区间，计算在当前实际有功功率下对应的无功功率运行区间；
[0011]比较实际无功功率与无功功率运行区间，如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变交流电压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，使其重回功率区间范围内。
[0012]优选的方案中，所述如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变交流电
压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，具体为：当无功功率正方向为吸收感性无功为正，如果实际无功功率高于无功功率运行区间的上限，则升高交流电压指令值，通过升高交流电压来降低无功；如果实际无功功率低于无功功率运行区间的下限，则降低交流电压指令值，通过降低交流电压来增加无功，当实际无功功率回到无功功率运行区间内，则停止升高交流电压，交流电压指令值保持为当前值。如果无功功率正方向定义相反，则电压调节方向也相反。
[0013]优选的方案中，所述改变交流电压指令值只能在交流电压上下限范围内对电压进行调节，交流电压达到允许的上下限时，不再继续升高或降低交流电压。
[0014]优选的方案中，当交流电压调节到电压上下限，实际无功功率依然不在无功功率运行区间内时，系统停止调节交流电压，此时系统判断无功越限并进行处理。
[0015]优选的方案中，系统进行处理的方法包括：延时预设时间后闭锁换流器，跳开交流进线开关。
[0016]优选的方案中，系统进行处理的方法包括：请求风机切机来减小无功负荷，或者仅后台报警提醒运行人员进行处理。
[0017]优选的方案中，所述改变交流电压指令值的方法包括：以预设的速率来调节交流电压指令值，或者是分段分速率调节，或者是阶跃调节交流电压指令值，或者是通过无功限制目标值与实际无功功率的偏差计算得到电压偏差量叠加到交流电压指令值上。
[0018]优选的方案中，所述孤岛换流站采用孤岛交流电压控制即：外环控制根据交流电压指令与实际交流电压的偏差产生有功电流指令、无功电流指令以及参考相位指令；内环采用电流控制得到调制电压参考值。
[0019]优选的方案中，所述孤岛换流站的PQ运行区间由换流站成套设计提供。
[0020]另一方面，本申请提供了一种孤岛换流站无功过负荷判断控制装置，包括依连接的功率计算模块、无功功率运行区间计算模块、无功调节模块和闭环控制模块；其中：
[0021]功率计算模块，用于实时计算孤岛换流站的实际有功功率和实际无功功率；
[0022]无功功率运行区间计算模块，用于根据孤岛换流站的PQ运行区间，计算在当前实际有功功率下对应的无功功率运行区间；
[0023]无功调节模块，用于比较实际无功功率与无功功率运行区间，如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变闭环控制模块的交流电压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，使其重回功率区间范围内；
[0024]闭环控制模块，用于采用孤岛交流电压控制方法来控制孤岛换流站。
[0025]优选的方案中，所述无功调节模块中：当无功功率正方向为吸收感性无功为正，如果实际无功功率高于无功功率运行区间的上限，则升高交流电压指令值，通过升高交流电压来降低无功；如果实际无功功率低于无功功率运行区间的下限，则降低交流电压指令值，通过降低交流电压来增加无功，当实际无功功率回到无功功率运行区间内，则停止升高交流电压，交流电压指令值保持为当前值。如果无功功率正方向定义相反，则电压调节方向也相反
[0026]优选的方案中，所述无功调节模块中改变交流电压指令值只能在交流电压上下限范围内对电压进行调节，交流电压达到允许的上下限时，不再继续升高或降低交流电压。
[0027]优选的方案中，所述孤岛换流站过负荷判断控制装置还包括无功越限处理模块。
所述无功调节模块中，当交流电压调节到电压上下限，实际无功功率依然不在无功功率运行区间内时，停止调节交流电压，判断无功越限并进行触发无功越限处理模块。所述无功越限处理模块，用于对系统的无功越限情况进行处理。
[0028]优选的方案中，所述无功越限处理模块：用于经延时预设时间后闭锁换流器，跳开交流进线开关。
[0029]优选的方案中，所述无功越限处理模块：用于请求风机切机来减小无功负荷。
[0030]优选的方案中，所述无功越限处理模块：用于触发后台报警提醒运行人员进行处理。
[0031]优选的方案中，所述无功调节模块中改变交流电压指令值的方法包括：以预设的速率来调节交流电压指令值，或者是分段分速率调节，或者是阶跃调节交流电压指令值，或者是通过无功限制目标值与实际无功功率的偏差计算得到电压偏差量叠加到交流电压指令值上。
[0032]优选的方案中，所述闭环控制模块，包括外环控制和内环控制，外环控制根据交流电压指令与实际交流电压的偏差产生有功电流指令、无功电流指令以及参考相位指令；内环采用电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种孤岛换流站无功过负荷判断控制方法，其特征在于，孤岛换流站采用孤岛交流电压控制；实时计算孤岛换流站的实际有功功率和实际无功功率；根据孤岛换流站的PQ运行区间，计算在当前实际有功功率下对应的无功功率运行区间；比较实际无功功率与无功功率运行区间，如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变交流电压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，使其重回功率区间范围内。2.如权利要求1所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，所述如果实际无功功率不在无功功率运行区间内，则改变交流电压指令值通过调节交流电压来调节系统无功功率，具体为：当无功功率正方向为吸收感性无功为正，如果实际无功功率高于无功功率运行区间的上限，则升高交流电压指令值，通过升高交流电压来降低无功；如果实际无功功率低于无功功率运行区间的下限，则降低交流电压指令值，通过降低交流电压来增加无功，当实际无功功率回到无功功率运行区间内，则停止升高交流电压，交流电压指令值保持为当前值；如果无功功率正方向定义相反，则电压调节方向也相反。3.如权利要求1所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，所述改变交流电压指令值只能在交流电压上下限范围内对电压进行调节，交流电压达到允许的上下限时，不再继续升高或降低交流电压。4.如权利要求3所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，当交流电压调节到电压上下限，实际无功功率依然不在无功功率运行区间内时，系统停止调节交流电压，此时系统判断无功越限并进行处理。5.如权利要求4所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，系统进行处理的方法包括：延时预设时间后闭锁换流器，跳开交流进线开关。6.如权利要求4所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，系统进行处理的方法包括：请求风机切机来减小无功负荷，或者仅后台报警提醒运行人员进行处理。7.如权利要求1所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，所述改变交流电压指令值的方法包括：以预设的速率来调节交流电压指令值，或者是分段分速率调节，或者是阶跃调节交流电压指令值，或者是通过无功限制目标值与实际无功功率的偏差计算得到电压偏差量叠加到交流电压指令值上。8.如权利要求1所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，所述孤岛换流站采用孤岛交流电压控制即：外环控制根据交流电压指令与实际交流电压的偏差产生有功电流指令、无功电流指令以及参考相位指令；内环采用电流控制得到调制电压参考值。9.如权利要求1所述的一种孤岛换流站过负荷判断控制方法，其特征在于，所述孤岛换流站的PQ运行区间由换流站成套设计提供。10.一种孤岛换流站无功过负荷判断控制装置，其特征在于，包括依连接的功率计算模块、无功功率运行区间计算模块、无功调节模块和闭环控制模块；功...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁雷，王柯，邹凯凯，杨志强，张宝顺，李钢，姜崇学，董云龙，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。