一种频率限制控制的调试方法与流程

本发明涉及直流输电系统调试技术领域，具体涉及一种频率限制控制的调试方法。

背景技术：

直流输电系统中，频率限制控制是指当直流输电系统两侧的交流电网因受到干扰影响出现频率波动时，通过调节直流输电系统输送的直流功率，使得受到干扰影响的频率恢复稳定。在直流输电系统建成投运前的现场调试中，频率限制控制作为直流输电系统附加稳定控制功能的一个组成部分，也需进行调试，以确保该频率限制控制能够满足使用要求。

目前，频率限制控制的调试工作主要是通过直流输电系统的极控系统控制完成的，极控系统模拟注入频率偏差信号至直流输电系统中，然后通过检查频率限制控制因频率变化而对直流输电系统做出的调控动作，是否能够平抑交流电网的频率波动，从而确定频率限制控制能否满足直流输电系统的使用要求。

然而，在现有频率限制控制的调试工作中，交流电网容易出现运行不稳定的情形，特别是存在较小短路比的受端交流电网，很容易在现场调试中运行失稳。而交流电网的运行失稳会给直流输电系统的现场调试带来较大安全风险，轻则影响直流输电系统的项目成本和建设进度，重则导致直流输电系统调试任务失败，甚至造成设备及人员损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种频率限制控制的调试方法，用于降低直流输电系统现场调试的安全风险。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种频率限制控制的调试方法，包括以下步骤：

步骤1，启动直流输电系统的极控系统，极控系统控制直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率；

步骤2，极控系统控制直流输电系统的频率限制控制启动；

步骤3，频率限制控制启动后，极控系统将频率偏差信号模拟注入直流输电系统中，频率偏差信号的注入时长为450毫秒-550毫秒；根据频率偏差信号对直流功率的干扰影响，频率限制控制调控直流功率，使直流功率恢复到预设功率；

步骤4，从频率偏差信号注入直流输电系统开始，直到直流功率恢复到预设功率且保持稳定为止，极控系统记录并保存直流功率的波动变化；

步骤5，在直流功率保持稳定之后，直流功率保持恒定状态时，极控系统控制直流输电系统关闭频率限制控制。

与现有技术相比，在本发明提供的频率限制控制的调试方法中，极控系统将频率偏差信号模拟注入直流输电系统的注入时长较短，当通过频率限制控制对直流输电系统中直流功率进行有效调控，可以使得直流输电系统中直流功率因频率偏差信号干扰而造成的波动持续时间也相应较短。因此，当采用本申请提供的调试方法对直流输电系统的频率限制控制进行调试时，直流输电系统输送的直流功率只会在较短的时间内出现波动变化，较难对直流输电系统中交流电网的稳定运行构成威胁，能够有效降低直流输电系统中交流电网运行失稳的风险，使得直流输电系统的现场调试能够稳定正常的进行，从而也就降低了直流输电系统现场调试的安全风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法的流程图一；

图2为本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法的流程图二；

图3为本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法的流程图三；

图4为本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法的流程图四。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法进行详细描述。

正如背景技术所述，现有技术中存在直流输电系统现场调试安全风险较大的问题，发明人经研究发现，造成这种技术问题的原因在于：现有频率限制控制的调试工作中，极控系统模拟注入频率偏差信号的模拟注入时长至少需要1500ms，这样就导致直流输电系统输送的直流功率在较长时段内需持续进行调整变化，容易对交流电网的稳定运行构成威胁，特别是存在较小短路比的受端交流电网，直流功率的持续波动容易使得受端交流电网运行失稳，从而给直流输电系统的现场调试带来较大安全风险。

基于上述研究结果，本发明实施例提供了一种频率限制控制的调试方法，请参阅图1，本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法，包括以下步骤：

步骤1，启动直流输电系统的极控系统，极控系统控制直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率；

步骤2，极控系统控制直流输电系统的频率限制控制启动；

步骤3，频率限制控制启动后，极控系统将频率偏差信号模拟注入直流输电系统中，频率偏差信号的注入时长为450毫秒-550毫秒；根据频率偏差信号对直流功率的干扰影响，频率限制控制对直流功率进行调控，使直流功率恢复到预设功率；

步骤4，从频率偏差信号注入直流输电系统开始，直到直流功率恢复到预设功率且保持稳定为止，极控系统记录并保存直流功率的波动变化；

步骤5，在直流功率保持稳定之后，直流功率保持恒定状态时，极控系统控制直流输电系统关闭频率限制控制。

具体实施时，本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法，需要预先启动直流输电系统的极控系统，并通过极控系统将直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率，以备后续频率限制控制对直流功率进行调控；而该预设功率应由本领域技术人员根据直流输电系统现场调试的状况自行确定，通常该预设功率小于等于直流输电系统的额定输送功率。

然后，极控系统控制直流输电系统，将直流输电系统的频率限制控制启动，并在频率限制启动后，将频率偏差信号模拟注入直流输电系统中，并保证频率偏差信号的注入时长为450毫秒-550毫秒，而当频率偏差信号注入直流输电系统后，直流输电系统中输送的直流功率会因该频率偏差信号的干扰而产生波动变化；此时根据直流功率的波动变化，直流输电系统的频率限制控制会对直流功率进行调控，以使直流功率恢复稳定。

而从频率偏差信号注入直流输电系统开始，直到直流功率恢复到预设功率且保持稳定为止，极控系统持续记录并保存直流功率的波动变化。通过极控系统保存的直流功率的波动变化记录，本领域技术人员能够确定直流输电系统中频率限制控制在频率偏差信号干扰下的执行效果，以便于后续对直流输电系统进行完善。

最后，当直流功率保持恒定状态时，极控系统控制直流输电系统关闭频率限制控制。直流功率的恒定状态是指直流功率在一较长的预设时段内保持稳定不变，该预设时段由本领域技术人员根据直流输电系统现场调试的实际情况自行设定。

通过上述具体实施过程可知，与现有技术中频率偏差信号的模拟注入时长至少需要1500ms相比，本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法，将频率偏差信号模拟注入直流输电系统的注入时长大幅度减小，只需将频率偏差信号模拟注入直流输电系统中450毫秒-500毫秒，并通过频率限制控制对直流输电系统中直流功率的有效调控，就能使得直流输电系统中直流功率因频率偏差信号干扰而造成的波动持续时间也相应缩短。因此，当采用本申请提供的调试方法对直流输电系统的频率限制控制进行调试时，直流输电系统输送的直流功率只会在较短的时间内出现波动变化，较难对直流输电系统中交流电网的稳定运行构成威胁，能够降低直流输电系统中交流电网运行失稳的风险，使得直流输电系统的现场调试能够稳定正常的进行，从而也就降低了直流输电系统现场调试的安全风险。

需要补充的是，上述实施例中频率限制控制的启动还可以选用激活启动的方式，具体的，预先在频率限制控制中设定激活启动阈值，通常预设交流母线上限频率值和下限频率值作为频率限制控制的启动阈值。当直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率后，如果直流输电系统中交流母线的频率值低于下限频率值或高于上限频率值，则频率限制控制自行激活。

为了避免直流输电系统的其他附加稳定控制因频率偏差信号的注入而执行动作，进而影响到频率限制控制调试结果的准确度，在上述实施例提供的频率限制控制的调试方法中，可选的，步骤2还包括：极控系统控制直流输电系统的功率摇摆阻尼控制、功率摇摆稳定控制和次同步阻尼控制闭锁。当然，直流输电系统的附加稳定控制还包括其他多种，可由本领域技术人员视直流输电系统的实际调试情况自行选择设定是否需要闭锁。

值得一提的是，直流输电系统包括整流侧换流站和与整流侧换流站相连的逆变侧换流站，直流输电系统对整流侧换流站和逆变侧换流站的频率限制控制能够相对独立，而极控系统模拟注入直流输电系统中的频率偏差信号，可以单独注入整流侧换流站或逆变侧换流站：根据频率偏差信号与整流侧换流站和逆变侧换流站的对应关系，可以将其划分为第一频率偏差信号和第二频率偏差信号，其中，第一频率偏差信号用于注入整流侧换流站中，第二频率偏差信号用于注入逆变侧换流站中。

如果本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法，只是用于调试直流输电系统中整流侧换流站或逆变侧换流站其中一个的频率限制控制时，参阅图2和图3，在上述步骤3中，极控系统将频率偏差信号模拟注入直流输电系统则包括：极控系统将第一频率偏差信号模拟注入整流侧换流站中，第一频率偏差信号的注入时长为450毫秒-550毫秒；或，极控系统将第二频率偏差信号模拟注入逆变侧换流站中，第二频率偏差信号的注入时长为450毫秒-550毫秒。

具体的，如果本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法用于调试整流侧换流站的频率限制控制时，极控系统需将第一频率偏差信号模拟注入整流侧换流站中并维持450毫秒-550毫秒，当第一频率偏差信号注入整流侧换流站后，直流输电系统中输送的直流功率会因该第一频率偏差信号的干扰而会产生波动变化；此时根据直流功率的波动变化，整流侧换流站的频率限制控制会对直流功率进行调控，以使直流功率恢复稳定。

而如果本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法用于调试逆变换流站的频率限制控制时，只需极控系统将第二频率偏差信号模拟注入逆变侧换流站中并维持450毫秒-550毫秒，当第二频率偏差信号注入逆变侧换流站后，直流输电系统中输送的直流功率会因该第一频率偏差信号的干扰而会产生波动变化；此时根据直流功率的波动变化，逆变侧换流站的频率限制控制会对直流功率进行调控，以使直流功率恢复稳定。

如果本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法，用于调试直流输电系统中整流侧换流站频率限制控制和逆变侧换流站的频率限制控制时，参阅图4，在上述步骤3中，极控系统将频率偏差信号模拟注入直流输电系统包括：极控系统先将第一频率偏差信号对应注入整流侧换流站，对应的注入时长为第一注入时长，极控系统后将第二频率偏差信号对应注入逆变侧换流站，对应的注入时长为第二注入时长，而第一注入时长和第二注入时长均为450毫秒-550毫秒；或者，极控系统先将第二频率偏差信号对应注入逆变侧换流站，对应的注入时长为第三注入时长，极控系统后将第一频率偏差信号后对应注入整流侧换流站，对应的注入时长为第四注入时长，而第三注入时长和第四注入时长均为450毫秒-550毫秒。

需要补充的是，当极控系统将第一频率偏差信号和第二频率偏差信号按照先后顺序分期对应注入整流侧换流站和逆变侧换流站时，第一注入时长和第二注入时长之间存在用于使直流功率从波动变化恢复至稳定的时间间隔，也就是说，在第一频率偏差信号注入整流侧换流站后，直流输电系统中输送的直流功率会因该第一频率偏差信号的干扰而会产生波动变化，而在该直流功率恢复稳定之后，极控系统才可以将第二频率偏差信号注入到逆变侧换流站中。同样的，当极控系统将第二频率偏差信号和第一频率偏差信号按照先后顺序分期对应注入逆变侧换流站和整流侧换流站时，第三注入时长和第四注入时长之间也存在用于使直流功率从波动变化恢复至稳定的时间间隔。

为了进一步降低频率限制控制现场调试的安全风险，上述实施例提供的频率限制控制的调试方法，在频率限制控制启动时，还应该在极控系统中预设频率偏差信号的极限值，以防止极控系统因误操作而导致注入直流输电系统的频率偏差信号偏差过大，导致频率限制控制的现场调试出现安全问题。而根据直流输电系统的运行情况，通常预设频率偏差信号的极限值应包括最大极限值和最小极限值，而且上述实施例提到的第一频率偏差信号和第二频率偏差信号均应位于该最大极限值和最小极限值之间。

在本发明实施例提供的频率限制控制的调试方法中，具体的，预设功率为2000MW时，极控系统预设频率偏差信号的最大极限值为+0.1Hz±0.05Hz，，极控系统预设频率偏差信号的最小极限值为-0.1Hz±0.05Hz；而第一频率偏差信号可选为+0.05Hz±0.02Hz，第二频率偏差信号可选为-0.05Hz±0.02Hz。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。