本發明專利技術涉及一種動態無功補償裝置的系統控制方法，屬于電力系統的電網安全穩定控制技術領域。該方法根據動態無功補償裝置接入輸電網的電壓、電流、變電站內并聯補償設備的投切狀態、以及運行人員的人工設定，快速計算動態無功裝置各種功能模式的無功需求值，并決定動態無功補償裝置選取哪些功能模式的輸出作為無功參考指令值。本方法具有控制結構清晰、實現簡單等特點，解決了傳統控制方法只提供單一控制功能的不足。本發明專利技術所涉控制方法可應用于電力系統穩定控制中，提高輸電網電壓穩定和動態穩定性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于電力系統的電網穩定控制
技術介紹
動態無功補償裝置是現代電力電子技術在電力系統中的典型應用，包括以晶閘管為開關器件的靜止無功補償器(SVC)和以可關斷器件(IGBT，IGCT)為開關器件的靜止同步無功發生器(STATC0M)，這些設備應用于輸電網時，可在系統故障后動態地提供電壓支撐，確保母線電壓的穩定性，提高電力系統暫態穩定水平，防止因暫態電壓崩潰導致的負荷損失以及大面積惡性停電事故。此外STATC0M還能實現日常自動電壓調節、抑制線路低頻功率振蕩等功能，是電網實現可控化和智能化的主要手段之一。 近年來，國內外一些電網已開展利用大容量動態無功補償裝置提高電網電壓穩定的工程實踐。在接入輸電網的系統控制方法方面，國內外已投運的輸電網大容量動態無功補償裝置大多采用單一的控制目標，即以并網點電壓作為反饋調節的目標，提供暫態電壓支撐。部分文獻研究了利用大容量動態無功補償裝置提高輸電網抑制線路低頻功率振蕩能力的可行性，得到一些理論分析和仿真試驗結果，但是目前還沒有實際投入運行的案例。根據動態無功補償裝置的工作原理，應用于輸電網時，可以提供暫態電壓支撐、日常穩態電壓調節、參與自動電壓控制(AVC)調節、抑制低頻振蕩模式。然而目前尚未有人提出將這些功能綜合在一起的控制方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是，將動態無功補償裝置具有的暫態電壓控制、穩態電壓調節、參與AVC調節、抑制低頻功率振蕩等功能模式協調起來，根據動態無功補償裝置接入電網點的電壓以及站內并聯補償設備的投切狀態自動選取裝置的運行模式，以充分發揮大容量動態無功補償裝置豐富靈活的控制能力，有效提高輸電網的電壓穩定和動態穩定水平。本專利技術提出的動態無功補償裝置接入輸電網的控制方法，包括以下步驟(I)當動態無功補償裝置的一個控制周期到來時，實時測量動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓有效值Upcc和電流有效值Ip。。；(2)當上述控制周期到來時，檢測動態無功補償裝置所在變電站內并聯電容和并聯電抗的開關狀態；(3)設定動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓參考值UMf，根據步驟(I)的電壓測量值Upcc和電壓參考值Uref,計算動態無功補償裝置暫態電壓控制模式時的無功功率參考值Qtvr,具體包括以下步驟(3-1)計算上述電壓測量值Upcc和電壓參考值Uref的差值AU，AU=Upcc-Uref ；(3-2)利用相位補償傳遞函數t^·，對電壓差值λ U進行相位補償計算，得到相位補償后的電壓差信號△ Ucotp，其中s為相位補償傳遞函數中的復頻率算子，T1和T2分別為相位校正參數，T1=O. 01秒，T2=O. 03秒；(3-3)利用比例積分傳遞函數乂.根據上述相位補償后的電壓差信號 .1 VkAUcomp計算動態無功補償裝置暫態電壓控制的無功功率需求值Qv，其中s為比例積分傳遞函數中的復頻率算子，Kv為比例系數，取值為Κν=4 10，Tv為積分時間常數，Tv=O. 005 O.01 秒； (3-4)設定動態無功補償裝置無功功率的限幅值Qmaxl，將上述無功功率需求值Qv與無功功率的限幅值Qmaxl進行比較，當Qv>Qmaxl時，使動態無功補償裝置的無功功率參考值H，當Qv<-Qmaxi時，動態無功補償裝置的無功功率參考值Q =_Qmaxl，當_Qmaxl〈Qv〈Qmaxl時，動態無功補償裝置的無功功率參考值Qtvk=Qv ；(4)接收輸電網調度中心通過網絡發送的自動電壓調節的無功功率需求值QKK，將該需求值Qrai作為遠方控制模式的無功功率參考值；(5)根據上述動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓測量值Up。。和電壓參考值uref，計算動態無功補償裝置穩態調壓模式的無功功率參考值Qctk,具體包括以下步驟(5-1)設定動態無功補償裝置穩態調壓模式的電壓參考值的無功功率參考值Uref2，計算動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓測量值Upcx和電壓參考值UMf2的電壓差值 AU2, ΛU2=Up。。-Uref2，其中 Uref2 的取值為若 UpecXO. 95pu，則使 Uref2=O. 95pu，若UPCC>1. 05pu,則使 ef2=l. 05pu,若 O. 95pu<Upcc<l. 05pu,則使 Uref2=Upcx, pu 表示動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的額定電壓標幺值； I 廠 s'(5-2)利用相位補償傳遞函數，對上述電壓差值AU2進行相位補償計算，得到相位補償后的電壓差信號AUramp2，其中s為相位補償傳遞函數的復頻率算子，！^和^分別為相位校正參數，T3=O. 01秒，T4=O. 03秒；(5-3)利用比例積分傳遞函數根據上述相位補償后的電壓差信號Tv2S△Uramp2，計算得到動態無功補償裝置穩態調壓模式的無功功率需求值Qv2 ;其中S為比例積分傳遞函數中的復頻率算子，Kv2為比例系數，Kv2=I 2，Tv2為積分時間常數，Tv2=O. I O. 2秒；(5-4)設定動態無功補償裝置穩態調壓模式的容性無功功率限幅值Qmax。和感性無功功率限幅值Qma!i，將上述動態無功補償裝置穩態調壓模式的無功功率需求值Qv2與Qmax。和 QiiimL 進燈比較，右 Qv2〉QmML，則 QcVK_QmML，右 QV2〈_QmMC，則 0θΤ __0ι Μ。，右 _QmMC〈Qv2〈QmML，則Qwk=Qv2，其中容性無功功率限幅值和感性無功功率限幅值Qmaii的設定方法如下(5-4-1)設動態無功補償裝置所在輸電網變電站內并聯電容器的單組容量為Qc，動態無功補償裝置所在輸電網變電站內并聯電抗器的單組容量為Ql ； (5-4-2)初始化時，設定容性無功功率限幅值QmaxC=Q。，感性無功功率限幅值Qmaii=W，設定動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的穩態調壓模式的電壓上限值為I.05pu，下限值為O. 95pu，將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與上限值和下限值進行比較(5-4-2-1)若 O. 95pu<Upcc<l. 05pu,則進行步驟⑶，(5-4-2-2)若 Upcc ( O. 95pu，則(5-4-2-2-1)使容性無功功率限幅值QmaxC=Q。，感性無功功率限幅值Qmaji=Qy同時 對動態無功補償裝置接入輸電網的變電站發出投入一組電容器的指令；(5-4-2-2-2)繼續將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與下限值進行比較，若UpcxS O. 95pu，則對動態無功補償裝置接入輸電網的變電站發出投入一組電容器的指令，重復步驟(5-4-2-2-1)和(5-4-2-2-2)，直至變電站內所有電容器全部投入；(5-4-2-2-3)將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Up。。與下限值進行比較，若Upcc ( O. 95pu，則對容性無功功率限幅值Qmaxc進行判斷，若Qmaxc ( O. 5pu，則使當前容性無功功率限幅值Qmax。在上次值的基礎上增加一組電容器的容量，即，使QmaxJ本次)=Qmaxc (前次)+Q。，并進入步驟(5-4-2-2-4)，若Qmaxe>0. 5pu，則使容性無功限幅值QmaxC=O本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種動態無功補償裝置接入輸電網的控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟：(1)當動態無功補償裝置的一個控制周期到來時，實時測量動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓有效值Upcc和電流有效值Ipcc；(2)當上述控制周期到來時，檢測動態無功補償裝置所在變電站內并聯電容和并聯電抗的開關狀態；(3)設定動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓參考值Uref，根據步驟(1)的電壓測量值Upcc和電壓參考值Uref，計算動態無功補償裝置暫態電壓控制模式時的無功功率參考值QTVR，具體包括以下步驟：(3？1)計算上述電壓測量值Upcc和電壓參考值Uref的差值ΔU，ΔU=Upcc？Uref；(3？2)利用相位補償傳遞函數：對電壓差值ΔU進行相位補償計算，得到相位補償后的電壓差信號ΔUcomp，其中s為相位補償傳遞函數中的復頻率算子，T1和T2分別為相位校正參數，T1=0.01秒，T2=0.03秒；(3？3)利用比例積分傳遞函數：根據上述相位補償后的電壓差信號ΔUcomp計算動態無功補償裝置暫態電壓控制的無功功率需求值QV，其中s為比例積分傳遞函數中的復頻率算子，Kv為比例系數，取值為Kv=4～10，Tv為積分時間常數，Tv=0.005～0.01秒；(3？4)設定動態無功補償裝置無功功率的限幅值Qmax1，將上述無功功率需求值QV與無功功率的限幅值Qmax1進行比較，當Qv>Qmax1時，使動態無功補償裝置的無功功率參考值QTVR=Qmax1，當Qv1.05pu， 則使Uref2=1.05pu，若0.95puQmaxL，則QCVR=QmaxL，若Qv20.5pu，則使容性無功限幅值QmaxC=0.5pu，并進入步驟(6)；(5？4？2？2？4)將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與下限值進行比較，若Upcc≤0.95pu，則重復步驟(5？4？2？2？3)和(5？4？2？2？4)，若Upcc>0.95pu，則進入步驟(6)；(5？4？2？3)若Upcc≥1.05pu，則：(5？4？2？3？1)使容性無功功率限幅值QmaxC=QC，感性無功功率限幅值QmaxL=QL，同時對動態無功補償裝置接入輸電網的變電站發出投入一組電抗器的指令；(5？4？2？3？2)繼續將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與上限值進行比較，若Upcc≥1.05pu，則對動態無功補償裝置接入輸電網的變電站發出投入一組電抗器的指令，重復步驟(5？4？2？3？1)和(5？4？2？3？2)，直至變電站內所有電抗器全部投入；(5？4？2？3？3)將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與上限值進行比較，若Upcc≥1.05pu，則對容性無功功率限幅值QmaxL進行判斷，若QmaxL？0.5pu，則使當前容性無功功率限幅值QmaxL在上次值的基礎上增加一組電容器的容量，即，使QmaxL(本次)=QmaxL(前次)+QL，并進入步驟(5？4？2？3？4)，若QmaxL>0.5pu，則使感性無功限幅值QmaxL=0.5pu，并進入步驟(6)；(5？4？2？3？4)將動態無功補償裝置接入輸電網處并網點的電壓Upcc與上限值進行比較，若Upcc≥1.05pu，則重復步驟(5？4？2？3？3)和(5？4？2？3？4)，若UpccQmax2，則使動態無功補償裝置阻尼控制模式的無功功率參考值QDR=Qmax2，若QfKu，則判定輸電網發生暫態電壓跌落，使動態無功補償裝置裝置進入暫態電壓控制模式，并進行步驟(8？7)，若Upcc≥0.9pu，且動態無功補償裝置接入輸電網處并網點電壓的下降速度dU/dt...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁志昌，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
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