专利名称：在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法
技术领域：
本发明涉及一种在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法。
背景技术：
在高压直流输电系统领域，为了进行无功补偿和滤除换流变压器产生的谐波，需要装设交流滤波器设备。
高压直流输电(HVDC)系统中换流器在正常运行时会产生大量的特征谐波和非特征谐波，从而导致交流侧电压和电流畸变。谐波使电能生产、传输和利用的效率降低；使电气设备过热，产生振动和噪声，并使其绝缘老化，使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁；谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。谐波也会对通信设备和电子设备产生严重干扰。减少换流器谐波影响的方法有增加脉波数和采用滤波器限制谐波，但脉冲数增加到12脉波以上，投资大，结构复杂，不利于运行和维护，所以现在普遍采用滤波器限制谐波，同时滤波器中电容也能补偿无功，改变系统的性能。高压直流输电系统交流滤波器的投切数量按照系统无功交换量和谐波性能等研究结果决定。投切按照一定的优先级进行，某项子功能发出的投切指令仅在完成投切操作后不与更高优先级的限制条件冲突时才有效。在设定的无功参考值附近，投上一组滤波器后造成电压升高，使得无功过投或者电压过高要求切除一组滤波器；切除一组滤波器后造成电压降低，使得无功不足或者电压过低要求投入一组滤波器。交流滤波器设备根据系统交换的无功差额和母线电压值来进行数量的投切，如果不进行一些特殊处理，在无功设定参考值附近情况下会出现在某个功率点反复投切滤波器的现象，这样特别是对于一些弱网系统，容易造成系统振荡。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于综合考虑各种因素，提出一种在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，避免交流滤波器的反复投切。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，该方法由投逻辑和切逻辑两部分构成(1)交流滤波器的投逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压低请求投标志；②电压低于设定值1允许投标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④无功控制逻辑处于自动控制模式；(2)交流滤波器的切逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压高请求切标志；②电压高于设定值2允许切标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④滤波器投入后，对下一次的切命令用功率改变量来闭锁新切命令的产生；⑤无功控制逻辑处于自动控制模式。
投切命令执行过程中，用投切命令产生的脉冲来闭锁新的投切命令的产生实现命令闭锁。
对滤波器进行投操作后，下一步要对滤波器进行切操作时，要求直流功率改变ΔP MW，即用功率改变量来闭锁反复投切。
对一定时间内的投切次数进行计数，当超过时自动切换到手动控制模式。
对于MKV电压系统，电压允许变化范围为(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一组滤波器可以改变mKV的电压量，m＜Δ1，则设定电压定值1＝(M+Δ2-m)KV，电压定值2＝(M+Δ1+m)KV。
本发明是针对高压直流输电系统中交流滤波器反复投切的情况采取的特殊实现措施，按照本方法实施可以防止高压直流输电无功控制中的交流滤波器频繁投切。本方法利用现有的高压直流输电系统二次控制保护可视化编程功能模块来实现，不需要增加新的设备要求和资金要求。本发明方便用户操作及维护。
图1为高压直流输电系统简图；图2为交流滤波器投逻辑的生成示意图；图3为交流滤波器切逻辑的生成示意图；图4为投切顺序记忆逻辑示意图；图5为定时间内投切次数超过定值自动切换到手动控制模式的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明逻辑作进一步详细的说明。
本发明逻辑针对滤波器可能出现反复投切的现象，主要采取以下的措施来防止这种现象的发生a、命令闭锁，也就是投切命令执行工程中，用投切命令产生的脉冲来闭锁新的投切命令的产生。b、对滤波器进行投操作后，下一步要对滤波器进行切操作时，要求直流功率改变ΔP MW，即用功率改变量来闭锁反复投切。例如设定ΔP＝50 MW。c、对一定时间内的投切次数进行计数，当超过时自动切换到手动控制模式，防止自动反复投切。d、用电压条件进行限制，当电压低于定值1时才允许投，电压高于定值2时才允许切。例如对于220KV电压系统，电压允许变化范围为225KV～235KV，投切一组滤波器可以改变3KV的电压量，则设定电压定值1＝232KV，电压定值2＝228KV。
参阅图1高压直流输电系统简图。高压直流输电无功控制就是通过控制图中虚线所示交流滤波器的断路器的投切来满足系统无功交换要求。本发明逻辑就是防止图中虚线所示的断路器频繁投切。
参阅图2交流滤波器投逻辑的生成示意图。该逻辑由四个条件组成，首先按照无功交换的要求，交直流系统间的无功不能超过一定的差额，超过一定差额后才能产生投的请求，投滤波器的请求命令产生后，系统根据母线电压的大小来判断投一组滤波器后电压是否会上升到要求的范围之外，如果有这种可能，则闭锁投这组滤波器。同时观察系统中是否有其它的滤波器投切命令正在执行，如果有命令在执行过程中，同样闭锁滤波器的投命令，防止在某个点同时投两组或同时投切滤波器，这样容易造成系统的不稳定。同时还要求无功控制处于自动控制模式，如果处于手动控制模式，则系统只是给出要投滤波器的指示，不会生成投滤波器的命令。
参阅图3交流滤波器切逻辑的生成示意图。该逻辑由五个条件组成，首先按照无功交换的要求，交直流系统间的无功不能低于一定的差额，低于一定差额后才能产生切的请求，切滤波器的请求命令产生后，系统根据母线电压的大小来判断切一组滤波器后电压是否会下降到要求的范围之外，对于MKV电压系统，电压允许变化范围为(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一组滤波器可以改变mKV的电压量，m＜Δ1，则设定电压定值1＝(M+Δ2-m)KV，电压定值2＝(M+Δ1+m)KV。如果有这种可能，则闭锁切这组滤波器。同时观察系统中是否有其它的滤波器投切命令正在执行，如果有命令在执行过程中，同样闭锁滤波器的切命令，防止在某个点同时切两组或同时投切滤波器，这样容易造成系统的不稳定。投操作后，下一次切操作要求功率改变量超过ΔP，这样可以防止在某个功率点频繁投切；切操作后，下一次投操作不考虑功率闭锁是考虑到滤波器由于保护动作跳掉后要求能够自动投上备用滤波器，以满足系统无功交换要求。同时还要求无功控制处于自动控制模式，如果处于手动控制模式，则系统只是给出要切滤波器的指示，不会生成切滤波器的命令。
参阅图4投切顺序记忆逻辑示意图。投操作后，下一次切操作要求功率改变量超过ΔP；切操作后，下一次投操作不考虑功率闭锁的要求，这就要求我们要记忆上一次滤波器是投还是切，根据这种要求，我们采用触发记忆器来区分投切顺序。将滤波器的闭合辅助触点和断开辅助触点引到触发器的输入端，如果滤波器状态为高电位，则上次是滤波器投命令，反之，如果滤波器状态反是高电位，则上次是滤波器切命令。
参阅图5为定时间内投切次数超过定值自动切换到手动控制模式的示意图。根据触发记忆器的输出产生计数脉冲，投滤波器计数一次，切滤波器计数一次，连续投或切仅计数一次，如果定时间内的计数次数大于一定值，则系统自动将无功控制模式切换到手动状态，以避免滤波器反复投切引起系统振荡。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，其特征在于，该方法由投逻辑和切逻辑两部分构成(1)交流滤波器的投逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压低请求投标志；②电压低于设定值1允许投标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④无功控制逻辑处于自动控制模式；(2)交流滤波器的切逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压高请求切标志；②电压高于设定值2允许切标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④滤波器投入后，对下一次的切命令用功率改变量来闭锁新切命令的产生；⑤无功控制逻辑处于自动控制模式。
2.根据权利要求1所述的在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，其特征在于，投切命令执行过程中，用投切命令产生的脉冲来闭锁新的投切命令的产生实现命令闭锁。
3.根据权利要求1所述的在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，其特征在于，对滤波器进行投操作后，下一步要对滤波器进行切操作时，要求直流功率改变ΔP MW，即用功率改变量来闭锁反复投切。
4.根据权利要求1所述的在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，其特征在于，对一定时间内的投切次数进行计数，当超过时自动切换到手动控制模式。
5.根据权利要求1所述的在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，其特征在于，对于MKV电压系统，电压允许变化范围为(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一组滤波器可以改变mKV的电压量，m＜Δ1，则设定电压定值1＝(M+Δ2-m)KV，电压定值2＝(M+Δ1+m)KV。
全文摘要
本发明涉及一种在直流输电无功控制中防止交流滤波器频繁投切的方法，该方法由投逻辑和切逻辑两部分构成(1)交流滤波器的投逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压低请求投标志；②电压低于设定值1允许投标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④无功控制逻辑处于自动控制模式；(2)交流滤波器的切逻辑由与门组成，输入条件为①无功差额或者母线电压高请求切标志；②电压高于设定值2允许切标志；③投切命令闭锁标志，由命令状态取反后去闭锁新投切命令的生成；④滤波器投入后，对下一次的切命令用功率改变量来闭锁新切命令的产生；⑤无功控制逻辑处于自动控制模式。
文档编号G05F1/70GK1881726SQ20051001769
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者孙东雷, 郭宏光, 郝俊芳, 黄浩然 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司