【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源运行控制，具体涉及一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法。
技术介绍
1、新能源资源通常位于沙漠、高山、远海等偏远地区，远离用电负荷中心，由此所形成的源荷逆向分布特征使得远距离直流输电成为新能源电力外送的重要方式。然而，对于此前大量建设的常规直流输电系统，即电网电压换相型直流输电系统(lcc-hvdc)，其晶闸管的半控特性导致lcc-hvdc存在不可避免的直流换相失败现象，进而会造成交流送端电网出现暂态过电压现象。这种暂态过电压现象会提升新能源电源过压脱网风险，可能会进一步引发连锁故障。因此，抑制lcc-hvdc送端电网的暂态过电压已成为新能源直流外送系统保障稳定运行的关键需求之一。
2、当前抑制lcc-hvdc送端电网暂态过电压的措施主要分为两类，一类是在送端电网中增加无功补偿设备，例如ieee transactionson onpower systems期刊于2020年35卷，第6期论文《aflexible control strategyto prevent sending-end power system fromtransient instability under hvdc repetitive commutation failures》中提出了面向暂态过电压的储能环节设计和控制方法，通过储能环节的主动电压控制抑制暂态过电压；浙江电力期刊于2024年第2期论文《构网型储能与调相机的暂态过电压抑制能力对比研究》中明确附加构网型储能和附加调相机对暂态过电压抑制的有效性。另一类暂
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，本专利技术提出一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，通过电网电压当前和历史信号估计电网电压变化趋势，产生无功超前控制的效果，同时对功率指令信号进行延时补偿，以抵消功率指令计算、传输等过程产生的无功滞后，确保超前的无功量能够应用于过电压抑制。该算法在实现暂态过电压抑制的同时，无需引入额外附加设备，且不会对直流控制系统产生附加影响，是对新能源电源功率调节能力的灵活发挥。具体实施步骤如下：
2、步骤s1：利用新能源电源的电压检测环节或锁相环输出得到新能源电源机端电压的实时有效值u，对u按照δt的采样周期进行定步长采样，得到当前t时刻新能源电源机端电压实时有效值为ut；此前采样时刻的新能源电源机端电压实时有效值分别记为ut-1，ut-2，…,ut-n，依次类推；根据各采样时刻的新能源电源机端电压计算得到不同时刻的等效电网电压幅值vt，vt-1，…,vt-n；
3、步骤s2：利用不同时刻的等效电网电压幅值vt，vt-1，…,vt-n，计算不同时刻电网电压幅值的一阶差分量v1，当前时刻的等效电网电压幅值一阶差分量为vt1，此前时刻的电压幅值一阶差分量分别记为vt-11，vt-21，…,vt-n1，依次类推；
4、步骤s3：利用不同时刻的电压幅值一阶差分量，计算不同时刻电网电压幅值的二阶差分量v2，当前时刻的等效电网电压幅值二阶差分量为vt2，此前时刻的电压幅值二阶差分量分别记为vt-12，vt-22，…,vt-n2，依次类推；
5、步骤s4：利用不同时刻的电压幅值二阶差分量，计算不同时刻电网电压幅值的三阶差分量v3，当前时刻的等效电网电压幅值三阶差分量为vt3，此前时刻的电压幅值三阶差分量分别记为vt-13，vt-23，…,vt-n3，依次类推；
6、步骤s5：利用当前t时刻的电压幅值一阶、二阶和三阶差分量，即vt1，vt2，vt3，计算得到当前t时刻的新能源机组无功功率指令补偿分量δqt*，此前时刻的无功功率指令补偿分量分别记为δqt-1*，δqt-2*，…,δqt-n*，依次类推；
7、步骤s6：利用不同时刻新能源机组的基础无功功率指令值(qt,qt-1,…,qt-n)，计算得到不同时刻无功功率指令优化值qp_t*，实现对无功功率指令的延时补偿；
8、步骤s7：将无功功率指令优化值qp_t*和无功功率指令补偿分量δqt*相加得到新能源机组无功功率指令qt*，该功率指令下发至新能源变流器，由新能源变流器完成功率指令追踪。
9、进一步的，所述步骤s1中不同时刻的等效电网电压幅值由下算式(1)得到，起到平滑滤波作用；
10、
11、进一步的，所述步骤s2中不同时刻的电压幅值一阶差分量由下算式(2)得到；
12、
13、进一步的，所述步骤s3中不同时刻的电压幅值二阶差分量由下算式(3)得到；
14、
15、进一步的，所述步骤s4中不同时刻的电压幅值三阶差分量由下算式(4)得到；
16、
17、进一步的，所述步骤s5中不同时刻的无功功率补偿量由下算式(5)得到，其中kv为无功补偿系数，可根据并网导则推荐设计为1.5，也可根据新能源机组实际无功输出能力调增；
18、
19、进一步的，所述步骤s6中不同时刻t的无功功率指令优化值qp_t*，是不同时刻基础无功功率指令值qt由通过超前延时补偿计算得到，具体算式为(6)，其中qp_1*和qp_0*为算法初始时刻和第一时刻的基础无功功率指令优化值，q1和q0为算法初始时刻和第一时刻的无功功率指令值；
20、
21、进一步的，所述步骤s7中不同时刻t的新能源机组无功功率指令qt*由无功功率指令优化值qp_t*和无功功率指令补偿分量δqt*相加得到，具体过程为下算式(7)完成；
22、qt*＝qp_t*+δqt*。 (7)
23、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
24、(1)本专利技术所提出的暂态过电压抑制方法相比于现有的直流送端电网暂态过电压抑制方法具有经济性高、控制成本低的优点。现有的送端电网暂态过电压抑制方法或需要引入附加无功设备增加建设和运行成本，或需要牺牲直流动态控制性能，而本专利技术所开发的过电压抑制方法无需依赖附加设备，不会对直流控制系统产生负面影响，具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S1中不同时刻的等效电网电压幅值由下算式(1)得到，起到平滑滤波作用；
3.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S2中不同时刻的电压幅值一阶差分量由下算式(2)得到；
4.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S3中不同时刻的电压幅值二阶差分量由下算式(3)得到；
5.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S4中不同时刻的电压幅值三阶差分量由下算式(4)得到；
6.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S5中不同时刻的无功功率补偿量由下算式(5)得到，其中kv为无功补偿系数，可根据并网导则推荐设计为1.5，也可根据新能源机组实际无功输出能力调增；
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8.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤S7中不同时刻t的新能源机组无功功率指令Qt*由无功功率指令优化值Qp_t*和无功功率指令补偿分量ΔQt*相加得到，具体过程为下算式(7)完成；
...【技术特征摘要】
1.一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤s1中不同时刻的等效电网电压幅值由下算式(1)得到，起到平滑滤波作用；
3.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤s2中不同时刻的电压幅值一阶差分量由下算式(2)得到；
4.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤s3中不同时刻的电压幅值二阶差分量由下算式(3)得到；
5.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制的新能源无功控制方法，其特征在于：步骤s4中不同时刻的电压幅值三阶差分量由下算式(4)得到；
6.根据权利要求1所述的一种直流送端电网暂态过电压抑制...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞博，汤怡，吴传波，张权旺，朱晓娟，廖凯，杨健维，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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