專(zhuān)利名稱(chēng)：一種減小電壓波動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電力系統(tǒng)的靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC，尤其是能實(shí)現(xiàn)對(duì)直流換流站無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器投切時(shí)可減小電壓波動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
目前，公知的靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC在定電壓控制方式下，對(duì)電壓波動(dòng)的 響應(yīng)總是滯后的。當(dāng)電力系統(tǒng)變電站或者直流換流站投切無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器小組 (簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)功小組)時(shí)，由于SVC存在20ms的響應(yīng)時(shí)間，如果采用定電壓控制，在無(wú)功小組投 切的瞬間，定電壓控制需要等待20ms之后才能完成反饋、計(jì)算參考值、晶閘管觸發(fā)角改變 從而改變輸出。因此，對(duì)在SVC裝置20ms的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)由于無(wú)功小組投切引起的換流母線(xiàn) 暫態(tài)電壓波動(dòng)將起不到抑制作用，無(wú)功小組的投切會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成沖擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種減小電壓波動(dòng)的方法，該方法可有效抑制電力系統(tǒng)的變 電站或直流換流站的無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器投切引起的電壓波動(dòng)，使得電力系統(tǒng)變電站 或直流換流站投切無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器引起系統(tǒng)電壓的波動(dòng)偏離穩(wěn)態(tài)值的范圍大大 減小。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種減小電壓波動(dòng)的方法，在SVC接收到電力系統(tǒng)投切無(wú)功小組的命令時(shí)降低或 增大TCR觸發(fā)角參考值，增大或減小SVC對(duì)無(wú)功功率的消耗量，使得母線(xiàn)上的無(wú)功波動(dòng)盡量 ??；具體控制步驟如下第一種情況在SVC接收到系統(tǒng)切無(wú)功小組的命令時(shí)增大TCR觸發(fā)角參考值，減少 SVC對(duì)無(wú)功功率的消耗量，即增加SVC的容性輸出；1)檢測(cè)到無(wú)功小組切信號(hào)后，如果TCR已輸出最大導(dǎo)納值的80%或80%以上，此 時(shí)SVC對(duì)濾波器投切信號(hào)不響應(yīng)；系統(tǒng)繼續(xù)采用定電壓控制；2)檢測(cè)到無(wú)功小組切信號(hào)后，如果TCR輸出小于最大導(dǎo)納值的80%，投切信號(hào)通 過(guò)控制器的脈沖上升沿檢測(cè)后，經(jīng)過(guò)延時(shí)(可調(diào))環(huán)節(jié)，產(chǎn)生一個(gè)為-1的脈沖信號(hào)，輸入積 分器，積分初始值為0，積分上限為T(mén)CR的最大導(dǎo)納值減去最小導(dǎo)納值的差值，積分時(shí)間可 設(shè)定；3)閉鎖定電壓控制，即定電壓控制不再起作用，同時(shí)采樣保持TCR上一時(shí)刻的導(dǎo) 納輸出值，并在原TCR導(dǎo)納輸出值上疊加積分器的輸出；4)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最小導(dǎo)納值，延時(shí)等待一段時(shí)間(可設(shè)定)，積分器清零，恢復(fù) 定電壓控制；第二種情況在SVC接收到投無(wú)功小組的命令時(shí)減少TCR觸發(fā)角參考值，減小SVC 對(duì)無(wú)功功率的消耗量，即增加SVC的容性無(wú)功輸出；1)檢測(cè)到無(wú)功小組投信號(hào)后，通過(guò)脈沖上升沿檢測(cè)，產(chǎn)生一個(gè)為1的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)延時(shí)環(huán)節(jié)，輸入積分器，積分初始值為0，積分上限為負(fù)的TCR最大導(dǎo)納值減去最小導(dǎo)納 值的差值，積分時(shí)間可設(shè)定；2)閉鎖定電壓控制，同時(shí)采樣保持TCR上一時(shí)刻的導(dǎo)納輸出值，同時(shí)在原導(dǎo)納輸 出之上疊加積分器的輸出；3)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最大導(dǎo)納值，延時(shí)等待一段時(shí)間(可設(shè)定)，積分器清零，定電 壓控制恢復(fù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
在投切無(wú)功小組的瞬間通過(guò)在SVC輸出導(dǎo)納值上疊加抑制無(wú)功小組投切產(chǎn)生無(wú) 功波動(dòng)所需要的導(dǎo)納調(diào)整值，有效解決了由于SVC存在20ms的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致輸出滯后的問(wèn) 題，從而使得母線(xiàn)上的無(wú)功波動(dòng)盡量小。


圖1是瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功控制增加輸出導(dǎo)納偏置量的示意圖；圖2是系統(tǒng)切無(wú)功小組時(shí)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的控制流程圖。圖3是系統(tǒng)投無(wú)功小組時(shí)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的實(shí)施例控制流程圖。圖4是投無(wú)功小組過(guò)程中未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的500kV線(xiàn)電壓波形圖；圖5是投無(wú)功小組過(guò)程中未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的SVC無(wú)功輸出波形圖；圖6是投無(wú)功小組過(guò)程中未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的晶閘管觸發(fā)角波形圖；圖7是投無(wú)功小組過(guò)程中未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的TCR支路無(wú)功輸出波形圖；圖8是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的500kV線(xiàn)電壓波形圖；圖9是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的SVC無(wú)功輸出波形圖；圖10是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的晶閘管觸發(fā)角波形圖；圖11是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的TCR支路無(wú)功輸出波形圖；圖12是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的輸出導(dǎo)納增加量波形圖；圖13是切無(wú)功小組時(shí)未啟用瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的仿真波形圖；圖14是切無(wú)功小組時(shí)未啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的500kV線(xiàn)電壓波形圖；圖15是切無(wú)功小組時(shí)未啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的SVC無(wú)功輸出波形圖；圖16是切無(wú)功小組時(shí)未啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的晶閘管觸發(fā)角波形圖；圖17是切無(wú)功小組時(shí)未啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的TCR支路無(wú)功輸出波形圖；圖18是切無(wú)功小組時(shí)啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的500kV線(xiàn)電壓波形圖；圖19是切無(wú)功小組時(shí)啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的SVC無(wú)功輸出波形圖；圖20是切無(wú)功小組時(shí)啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的晶閘管觸發(fā)角波形圖；圖21是切無(wú)功小組時(shí)啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的TCR支路無(wú)功輸出波形圖；圖22是切無(wú)功小組時(shí)啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的導(dǎo)納增量波形圖。
具體實(shí)施例方式由于SVC存在20ms的響應(yīng)時(shí)間，如果采用定電壓控制，對(duì)此期間的電力系統(tǒng)變電 站或換流站高壓母線(xiàn)暫態(tài)電壓波動(dòng)將無(wú)作用，可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成沖擊，因此這時(shí)SVC應(yīng)在 接收到投切無(wú)功小組的命令時(shí)降低或增大TCR觸發(fā)角參考值，增大或減少SVC的輸出無(wú)功，使得母線(xiàn)上的無(wú)功波動(dòng)盡量小。見(jiàn)圖1，在系統(tǒng)電壓波動(dòng)過(guò)大時(shí)，為了對(duì)電壓進(jìn)行快速跟蹤調(diào)節(jié)，控制回路閉鎖，不響應(yīng)系統(tǒng)投切無(wú)功小組的信號(hào)。為了避免直流單級(jí)閉鎖時(shí)，由于直流母線(xiàn)電壓過(guò)高，此時(shí)站 內(nèi)無(wú)功小組需要切除這種情況下，瞬時(shí)調(diào)整輸出無(wú)功可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生反效果，為此在控 制中增加判斷，如果TCR此時(shí)已經(jīng)輸出達(dá)到最大感性無(wú)功的80% (可調(diào))及以上，控制系統(tǒng) 不再對(duì)系統(tǒng)投切無(wú)功小組的信號(hào)做出響應(yīng)。控制器接收到系統(tǒng)要投切濾波器的信號(hào)后判斷 是否滿(mǎn)足響應(yīng)條件，如果滿(mǎn)足條件就立即通過(guò)采樣_保持環(huán)節(jié)獲得當(dāng)前的電納參考值，再 加上計(jì)算得到的無(wú)功小組投切所需要變化的電納值作為輸出的電納參考值。見(jiàn)圖2、圖3，一種減少電壓波動(dòng)的方法，該方法包括如下步驟1)檢測(cè)到無(wú)功小組切信號(hào)后，如果此時(shí)TCR輸出達(dá)到(可調(diào))最大導(dǎo)納值80%或 以上，對(duì)無(wú)功小組切信號(hào)不響應(yīng)。2)如果此時(shí)TCR輸出小于最大感性無(wú)功的80%，通過(guò)脈沖上升沿檢測(cè)，經(jīng)過(guò) IOOms (可調(diào))延時(shí)環(huán)節(jié)，產(chǎn)生一個(gè)為-1的脈沖信號(hào)，輸入積分器，積分初始值為0，積分上 限為T(mén)CR的最大導(dǎo)納值減去最小導(dǎo)納值的差值。積分時(shí)間為100-150ms (可設(shè)定)；3)閉鎖定電壓控制，同時(shí)采樣保持上一時(shí)刻的導(dǎo)納輸出值，并在原導(dǎo)納輸出之上 增加積分器的輸出；4)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最小導(dǎo)納值，持續(xù)100-150ms (可設(shè)定)，積分器清零，定電壓控 制恢復(fù)；5)檢測(cè)到無(wú)功小組投信號(hào)后，通過(guò)脈沖上升沿檢測(cè)，產(chǎn)生一個(gè)為1的脈沖信號(hào)，經(jīng) 過(guò)IOOms (可調(diào))延時(shí)環(huán)節(jié)，輸入積分器，積分初始值為0，積分上限為負(fù)的TCR最大導(dǎo)納 值一最小導(dǎo)納值，積分時(shí)間為100-150ms (可設(shè)定)；6)閉鎖定電壓控制，同時(shí)采樣保持上一時(shí)刻的導(dǎo)納輸出值，同時(shí)在原導(dǎo)納輸出之 上增加積分器的輸出；7)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最大導(dǎo)納值，持續(xù)100-150ms (可設(shè)定)，積分器清零，定電壓控 制恢復(fù)。以南方電網(wǎng)云廣特高壓直流輸電楚雄換流站SVC為例，圖4-圖7是投無(wú)功小組過(guò) 程中未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的波形。在3s時(shí)刻發(fā)出投無(wú)功小組準(zhǔn)備信號(hào)，在3. 3s動(dòng)作。圖8-圖12是啟動(dòng)投無(wú)功小組瞬間調(diào)整控制的仿真波形；圖8是投無(wú)功小組過(guò)程 中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的500kV線(xiàn)電壓波形圖；可以看到SVC輸出提前反方向調(diào)整有效地 減少了無(wú)功小組投導(dǎo)致的電壓波動(dòng)偏離穩(wěn)定值的幅度。圖9是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的SVC無(wú)功輸出波形圖；可以看到 提前輸出偏置有效地減少了無(wú)功小組投時(shí)無(wú)功波動(dòng)偏離穩(wěn)定值的幅度。圖10是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的晶閘管觸發(fā)角波形圖；在無(wú)功 小組投入前已經(jīng)提前改變等待無(wú)功小組投入。圖11是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的TCR支路無(wú)功輸出波形圖。圖12是投無(wú)功小組過(guò)程中啟用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的輸出導(dǎo)納增加量波形圖。從以上波形對(duì)比可以看出，投無(wú)功小組未采用瞬時(shí)調(diào)整控制時(shí)的電壓波動(dòng)偏離穩(wěn) 定值的幅度較大，電壓波形變化較劇烈，但由于楚雄SVC的容量相對(duì)于站內(nèi)無(wú)功小組容量 較小，可調(diào)節(jié)的無(wú)功量相對(duì)較小，并且由于在運(yùn)行過(guò)程中，SVC并不總是處于最大可調(diào)無(wú)功備用的情況下，因此作用不是很明顯。
圖13-圖17是切無(wú)功小組時(shí)，未啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出的仿真波形圖。圖18-圖22是切無(wú)功小組時(shí)，啟動(dòng)瞬時(shí)調(diào)整無(wú)功調(diào)整控制的波形圖。
權(quán)利要求
一種減小電壓波動(dòng)的方法，其特征在于，在SVC接收到投切無(wú)功小組的命令時(shí)降低或增大TCR觸發(fā)角參考值，增大或減小SVC對(duì)無(wú)功功率的消耗量，使得母線(xiàn)上的無(wú)功波動(dòng)盡量?。痪唧w控制條件如下第一種情況1)檢測(cè)到無(wú)功小組切信號(hào)后，如果TCR輸出最大導(dǎo)納值的80％或80％以上，此時(shí)SVC對(duì)無(wú)功小組切信號(hào)不響應(yīng)；系統(tǒng)采用定電壓控制；2)檢測(cè)到無(wú)功小組切信號(hào)后，如果TCR輸出小于最大導(dǎo)納值的80％，通過(guò)脈沖上升沿檢測(cè)，經(jīng)過(guò)延時(shí)環(huán)節(jié)，產(chǎn)生一個(gè)為-1的脈沖信號(hào)，輸入積分器，積分初始值為0，積分上限為T(mén)CR最大導(dǎo)納值減去最小導(dǎo)納值的差值，積分時(shí)間可設(shè)定；3)閉鎖定電壓控制，同時(shí)采樣保持TCR上一時(shí)刻的導(dǎo)納輸出值，同時(shí)在原導(dǎo)納輸出值上疊加積分器的輸出；4)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最小導(dǎo)納值，延時(shí)等待一段時(shí)間，積分器清零，定電壓控制恢復(fù)；第二種情況1)檢測(cè)到無(wú)功小組投信號(hào)后，通過(guò)脈沖上升沿檢測(cè)，產(chǎn)生一個(gè)為1的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)延時(shí)環(huán)節(jié)，輸入積分器，積分初始值為0，積分上限為負(fù)的TCR最大導(dǎo)納值減去最小導(dǎo)納值的差值，積分時(shí)間可設(shè)定；2)閉鎖定電壓控制，同時(shí)采樣保持TCR上一時(shí)刻的導(dǎo)納輸出值，同時(shí)在原導(dǎo)納輸出之上疊加積分器的輸出；3)當(dāng)TCR輸出達(dá)到最大導(dǎo)納值，延時(shí)等待一段時(shí)間，積分器清零，定電壓控制恢復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能實(shí)現(xiàn)對(duì)直流換流站無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器投切時(shí)可減小電壓波動(dòng)的方法。該方法在SVC接收到電力系統(tǒng)投切無(wú)功小組的命令時(shí)降低或增大TCR觸發(fā)角參考值，增大或減小SVC對(duì)無(wú)功功率的消耗量，使得母線(xiàn)上的無(wú)功波動(dòng)盡量??；該方法可有效抑制電力系統(tǒng)的變電站或直流換流站的無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器投切引起的電壓波動(dòng)，使得電力系統(tǒng)變電站或直流換流站投切無(wú)功補(bǔ)償電容器或?yàn)V波器引起系統(tǒng)電壓的波動(dòng)偏離穩(wěn)態(tài)值的范圍大大減小。
文檔編號(hào)H02J1/02GK101847869SQ20101019778
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者丁雅麗, 安萬(wàn)洙, 尚春, 左強(qiáng), 張正祥, 李海生, 林永, 王興, 胡蓉, 虞蒼璧, 陳晏伯, 龔天森 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司;榮信電力電子股份有限公司