本發(fā)明專利技術(shù)提供一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，分為內(nèi)層控制、外層控制和最外層控制，其中，最外層控制優(yōu)先級高于外層控制，外層控制優(yōu)先級高于內(nèi)層控制。內(nèi)層控制保證變電站電壓能精確控制在某個值或某個范圍內(nèi)，外層控制和最外層控制在系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動時提供緊急無功支撐，保證變電站電壓能夠迅速恢復(fù)至允許范圍內(nèi)。三層電壓控制結(jié)合的方法能夠高精度、高效地集中協(xié)調(diào)控制多個FACTS設(shè)備動作，工程適應(yīng)性很強(qiáng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電力系統(tǒng)
，具體涉及一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法。
技術(shù)介紹
隨著新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道建成，將形成第一通道一第二通道一海西通道總長度接近3000公里的750千伏雙環(huán)網(wǎng)。該通道上串有酒泉、哈密兩個千萬千瓦級大型風(fēng)電基地和海西光伏基地。這些地區(qū)的新能源開發(fā)呈現(xiàn)大規(guī)模、高集中、遠(yuǎn)距離的特點(diǎn)，發(fā)展迅速。隨著新能源大規(guī)模饋入，風(fēng)功率大范圍、高頻度的波動造成新疆與西北聯(lián)網(wǎng)的兩個通道上潮流波動頻繁，無功電壓控制困難。采用常規(guī)的低壓無功補(bǔ)償設(shè)備無法滿足頻繁投切的要求，需要采用動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備。根據(jù)規(guī)劃論證，新疆與西北聯(lián)網(wǎng)第二通道規(guī)劃裝設(shè)多套容量新型FACTS裝置。其中，沙州 魚卡兩回線路共配置4組線路分級式可控電抗器，每 組容量390Mvar，固定容量39Mvar，可調(diào)容量351Mvar，三級可調(diào)，單級容量117Mvar ;沙州站變壓器第三繞組側(cè)配置靜止無功補(bǔ)償器SVC (360Mvar容性,360Mvar感性)；魚卡站母線配置330Mvar磁閥式母線可控高抗，固定容量為16. 5Mvar，連續(xù)可調(diào)。目前，750kV可控電抗器和SVC獨(dú)立的控制策略國內(nèi)已有研究，但多FACTS設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制策略在國內(nèi)尚屬空白。中國750kV敦煌站可控高抗示范工程是世界首套750kV風(fēng)電集中送出系統(tǒng)應(yīng)用的可控高抗工程，該工程于2012年I月5日成功投運(yùn)。針對敦煌750kV可控電抗器，中國電科院系統(tǒng)所提出了基于無功需求增量和母線邊界電壓的可控電抗器內(nèi)外雙層控制策略，控制策略實際中應(yīng)用良好，對于抑制母線電壓波動、降低線路無功損耗、在暫態(tài)過程中實現(xiàn)母線電壓動態(tài)支撐、減少站內(nèi)低壓無功補(bǔ)償裝置的動作次數(shù)和減輕站內(nèi)運(yùn)行壓力方面作用明顯。靜止無功補(bǔ)償器SVC作為無功補(bǔ)償、抑制電壓波動的有效手段，目前已廣泛地應(yīng)用于中、高壓電網(wǎng)以及超高壓電網(wǎng)中，并積累了多年的運(yùn)行經(jīng)驗。SVC主要用于在故障后暫態(tài)過程中為電網(wǎng)提供緊急無功功率補(bǔ)償以增強(qiáng)電網(wǎng)電壓支撐以改善電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，同時常態(tài)運(yùn)行中提供連續(xù)的無功功率調(diào)節(jié)以抑制電壓的波動。SVC —般采用基于電壓的控制策略，通過連續(xù)的調(diào)節(jié)，可以維持SVC所在母線電壓恒定。新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道共裝設(shè)5套750kV可控高抗、I套66kV SVC，是世界上首次在750kV輸電系統(tǒng)集中應(yīng)用新型大容量FACTS設(shè)備。實現(xiàn)可控高抗群之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制、可控高抗與SVC之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，對于有效抑制由于新能源波動造成的二通道輸電系統(tǒng)無功電壓頻繁波動非常關(guān)鍵。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，分為內(nèi)層控制、夕卜層控制和最外層控制，其中，最外層控制優(yōu)先級高于外層控制，外層控制優(yōu)先級高于內(nèi)層控制。內(nèi)層控制保證變電站電壓能精確控制在某個值或某個范圍內(nèi)，外層控制和最外層控制在系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動時提供緊急無功支撐，保證變電站電壓能夠迅速恢復(fù)至允許范圍內(nèi)。三層電壓控制結(jié)合的方法能夠高精度、高效地集中協(xié)調(diào)控制多個FACTS設(shè)備動作，工程適應(yīng)性很強(qiáng)。為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采取如下技術(shù)方案本專利技術(shù)提供一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，所述方法包括內(nèi)層控制、外層控制和最外層控制；所述內(nèi)層控制將變電站電壓精確控制在電壓目標(biāo)值或電壓控制帶內(nèi)；在新能源外送系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動時外層控制和最外層控制提供緊急無功支撐，使變電站電壓能夠迅速恢復(fù)至允許范圍內(nèi)。所述新能源外送系統(tǒng)為新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道，風(fēng)電和太陽能由聯(lián)網(wǎng)通道外送，所述聯(lián)網(wǎng)通道上裝設(shè)FACTS設(shè)備；其中，在聯(lián)網(wǎng)通道沿線的沙州站主變第三繞組側(cè)裝設(shè)66kV靜止無功補(bǔ)償器,在魚卡開關(guān)站母線側(cè)裝設(shè)磁控式母線可控高抗,在沙州 魚卡線路雙回線路兩側(cè)裝設(shè)分級式可控高抗。所述內(nèi)層控制中，內(nèi)層電壓控制每隔I分鐘循環(huán)一次；沙州站和魚卡站內(nèi)層控制 設(shè)置時延30s，以避免沙州站和魚卡站線路分級式可控高抗同時動作。所述內(nèi)層電壓控制以變電站母線電壓為輸入量，輸入沙州站控制電壓目標(biāo)值Vp魚卡站控制電壓目標(biāo)值V2、沙州母線電壓控制帶[V1-AV1JAAV1]和魚卡母線電壓控制帶[V2-AV2, V2+AV2], AV1和AV2分別為沙州站和魚卡站允許的母線電壓偏差，VpV2、AV1和AV2的數(shù)值由用戶確定。內(nèi)層電壓控制時，優(yōu)先發(fā)揮沙州靜止無功補(bǔ)償器、魚卡磁控式可控高抗的跟隨式調(diào)節(jié)作用，將沙州站電壓和魚卡站電壓分別控制在V1和V2 ；當(dāng)靜止無功補(bǔ)償器、磁控式可控高抗已達(dá)到最大/最小容量，沙州/魚卡母線電壓仍不在電壓控制帶內(nèi)，此時站內(nèi)的線路可控高抗觸發(fā)動作；為減少設(shè)備損耗，可控高抗控制觸發(fā)時，沙州站線路可控高抗I和II交替動作，魚卡站線路可控高抗I和II交替動作，每次動作一級；當(dāng)站內(nèi)一組線路可控高抗I動作一級后，若監(jiān)控母線電壓仍不在允許電壓控制帶內(nèi)時，則發(fā)觸發(fā)指令給本站另一組線路可控高抗II，可控高抗II動作一級，若此時可控高抗II故障或已達(dá)到最大/最小容量，則發(fā)觸發(fā)指令給可控高抗I，可控高抗I再動作一級；當(dāng)站內(nèi)一組線路可控高抗I需要動作，但由于可控高抗I自身故障或者已達(dá)到最大/最小容量，則發(fā)觸發(fā)指令給本站另一組線路可控高抗II，可控高抗II動作一級，可控高抗II動作一級后，若監(jiān)控母線電壓仍不在允許電壓控制帶內(nèi)時，則可控高抗II需要再動作一級。所述外層控制以變電站母線電壓為輸入量，輸入外層電壓上邊界U1和外層電壓下邊界U2，外層電壓上邊界U1和外層電壓下邊界U2由用戶確定；外層控制實時監(jiān)測電壓，當(dāng)新能源外送系統(tǒng)中出現(xiàn)大的擾動，連續(xù)5s監(jiān)測到母線電壓在[U2，U1]之外，站內(nèi)兩組線路可控高抗I和可控高抗II同時切除或投入一級容量，此時靜止無功補(bǔ)償器和磁控式可控高抗在5s的監(jiān)測時間之內(nèi)已經(jīng)動態(tài)調(diào)節(jié)完畢，達(dá)到其最大/最小容量，線路可控高抗動作完畢后，再開始下一次循環(huán)計時；當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，即沙州 魚卡線路故障，則優(yōu)先電磁暫態(tài)控制；若58的監(jiān)測時間之內(nèi)，站內(nèi)協(xié)調(diào)控制器和線路可控高抗接收到沙州 魚卡線路繼電保出口信號或斷路器位置接點(diǎn)信號，則閉鎖外層控制，啟動電磁暫態(tài)控制策略，將兩側(cè)線路可控高抗投至最大容量，待電磁暫態(tài)控制結(jié)束后，轉(zhuǎn)回外層控制。所述最外層電壓控制以變電站母線電壓為輸入量，輸入最外層電壓控制上限U’，U，的數(shù)值由用戶確定；最外層電壓控制實時監(jiān)測系統(tǒng)電壓，一旦監(jiān)測到電壓高于U’，站內(nèi)兩組線路分級式可控高抗立即動作至最大容量，以抑制系統(tǒng)高壓。所述最外層控制優(yōu)先級高于外層控制，外層控制優(yōu)先級高于內(nèi)層控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于 I.本專利技術(shù)的方法直接以電壓為控制目標(biāo)，物理意義明確，簡單直觀。2.本專利技術(shù)將連續(xù)調(diào)壓的FACTS設(shè)備(包括靜止無功補(bǔ)償器和磁控式母線可控高抗)與分級動作的線路可控高抗有效協(xié)調(diào)。當(dāng)風(fēng)功率波動引起系統(tǒng)電壓變化時，連續(xù)調(diào)壓設(shè)備優(yōu)先動作，發(fā)揮其跟隨調(diào)壓功能，將電壓精確控制在目標(biāo)值。當(dāng)連續(xù)調(diào)壓設(shè)備已經(jīng)調(diào)整至最大/最小容量，變電站電壓仍超出控制范圍時，此時分級式線路可控高抗再動作，將電壓控制在合理范圍內(nèi)。控制方法充分發(fā)揮SVC、磁控式母線可控高抗的連續(xù)跟隨調(diào)壓功能，避免了分級式可控高抗的頻繁動作，顯著提高各FACTS設(shè)備的動作精度和利用效率。3.本專利技術(shù)采用三層電壓控制，最外層控制優(yōu)先于外層本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：所述方法包括內(nèi)層控制、外層控制和最外層控制；所述內(nèi)層控制將變電站電壓精確控制在電壓目標(biāo)值或電壓控制帶內(nèi)；在新能源外送系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動時外層控制和最外層控制提供緊急無功支撐，使變電站電壓能夠迅速恢復(fù)至允許范圍內(nèi)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述方法包括內(nèi)層控制、外層控制和最外層控制；所述內(nèi)層控制將變電站電壓精確控制在電壓目標(biāo)值或電壓控制帶內(nèi)；在新能源外送系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動時外層控制和最外層控制提供緊急無功支撐，使變電站電壓能夠迅速恢復(fù)至允許范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述新能源外送系統(tǒng)為新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道，風(fēng)電和太陽能由聯(lián)網(wǎng)通道外送，所述聯(lián)網(wǎng)通道上裝設(shè)FACTS設(shè)備；其中，在聯(lián)網(wǎng)通道沿線的沙州站主變第三繞組側(cè)裝設(shè)66kV靜止無功補(bǔ)償器，在魚卡開關(guān)站母線側(cè)裝設(shè)磁控式母線可控高抗，在沙州 魚卡雙回線路兩側(cè)裝設(shè)分級式可控高抗。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述內(nèi)層控制中，內(nèi)層電壓控制每隔I分鐘循環(huán)一次；沙州站和魚卡站內(nèi)層控制設(shè)置時延30s，以避免沙州站和魚卡站線路分級式可控高抗同時動作。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于所述內(nèi)層電壓控制以變電站母線電壓為輸入量，輸入沙州站控制電壓目標(biāo)值V1、魚卡站控制電壓目標(biāo)值V2、沙州母線電壓控制帶[V1-Λ V1, V1+Λ V1]和魚卡母線電壓控制帶[V2-AV2,V2+AV2],八％和AV2分別為沙州站和魚卡站允許的母線電壓偏差，Vp V2、八％和^2的數(shù)值由用戶確定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新能源外送系統(tǒng)的FACTS設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于內(nèi)層電壓控制時，優(yōu)先發(fā)揮沙州靜止無功補(bǔ)償器、魚卡磁控式可控高抗的跟隨式調(diào)節(jié)作用，將沙州站電壓和魚卡站電壓分別控制在V1和V2 ;當(dāng)靜止無功補(bǔ)償器、磁控式可控高抗已達(dá)到最大/最小容量，沙州/魚卡母線電壓仍不在電壓控制帶內(nèi)，此時站內(nèi)的線路可控高抗觸發(fā)動作；為減少設(shè)備損耗，可控高抗控制觸發(fā)時，沙州站線路可控高抗I和II交替動作，魚卡站線路可控高抗I和II交替動作，每次動作一級； 當(dāng)站內(nèi)一組線路可控...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王雅婷，申洪，班連庚，周勤勇，段智，黃丹，王一兵，
申請(專利權(quán))人：中國電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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