本发明属于特高压/超高压直流输电技术领域，特别的涉及一种高压直流输电系统的无功控制系统及方法。
背景技术：
随着直流特高压/超高压工程的相继投运，特高压直流输电系统的稳定运行对整个电网的系统稳定越来越重要，这就要求控制系统具有更高的系统可用率。目前特高压控制系统无功控制的配置有两种技术路线，一种是无功控制独立配置，一种是无功控制分别配置在极控系统中，两种技术路线各有优缺点。无功控制独立配置的控制系统具有结构清晰，控制简单等优点，但是当无功控制主机均故障时，后备策略是否完善将直接影响系统能否稳定运行。西门子公司提供的直流控制系统的后备无功控制策略主要是通过搭建外围硬件回路延时启动切除滤波器，极控直接降功率的方法，该方法只要条件满足即开始降功率，直接降到最小功率，系统可用率比较低，具有不可控的缺点。最新的西门子产品虽然利用设备间网络通信，不再需要搭建外围硬件回路，但由于其设备间传输数据量的限制，基本策略仍然是延时降功率到最小功率。最新的西门子工程虽然利用设备间网络通信，不再需要搭建外围硬件回路，但由于其设备间传输数据量的限制，基本策略是在直流站控双机故障时，延时两小时，两小时之内故障未恢复，直接降功率到最小功率，在两小时期间仅具备电压越限切除滤波器功能，主要是为了防止设备过压。
技术实现要素：
本发明为解决无功控制主机均故障时，后备无功控制方法不完善，无法保证系统正常运行的问题，提出了一种高压直流输电系统的无功控制系统及方法。
一种高压直流输电系统的无功控制系统，包括无功控制主机系统，所述无功控制主机系统通过快速总线与双极极控系统连接，通过总线与滤波器/电容器测控装置连接；另外还包括后备无功控制主站，所述后备无功控制主站通过快速总线与双极极控系统连接，通过总线与滤波器/电容器测控装置构成网络，实现滤波器/电容器跳闸后的后备有功功率调整功能和电压越限时后备无功控制的滤波器/电容器切除功能。
进一步的，所述后备实现有功功率调整功能的流程包括：当后备功能有效时，后备无功主站从双极极控系统获取当前极的运行状态，从滤波器/电容器测控装置获取各无功分支的投切状态；后备无功控制主站根据极运行状态和内嵌滤波器/电容器分支功率水平对应表，判断并投切当前所需滤波器的个数及类型；当滤波器由于保护动作跳闸时，后备无功控制主站将根据滤波器/电容器分支功率水平对应表，将当前运行功率降低到定值范围内。
进一步的，所述滤波器/电容器分支功率水平对应表根据系统设计的定值表设定。
进一步的，实现所述后备无功控制的滤波器/电容器切除功能的流程包括：无功后备主站通过滤波器/电容器测控装置实时读取各交流滤波器大组交流电压，取各大组电压最高值作为控制电压，当双机故障时，实时判断交流电压，当交流电压超过交流电压限制值时，按事先设置的顺序切除交流滤波器/电容器，直到切到最小功率所需的滤波器。
进一步的，每一组交流滤波器均独立配置对应的测控装置，并分别配置不同的通信地址与后备无功控制主站通信。
一种高压直流输电系统的无功控制方法，具体为：为高压直流输电系统配置后备无功控制主站，所述后备无功主站通过快速总线从双极极控系统获取当前极的运行状态，通过从滤波器/电容器测控装置获取各无功分支的投切状态和各交流滤波器大组交流电压；
当后备功能有效时，后备无功控制主站根据极运行状态和内嵌滤波器/电容器分支功率水平对应表，判断并投切当前所需滤波器的个数及类型；
当滤波器由于保护动作跳闸后，后备无功控制主站将根据滤波器/电容器分支功率水平对应表，将当前运行功率降低到定值范围内；
当双机故障时，取各交流滤波器大组电压最高值作为控制电压，实时判断交流电压，当交流电压超过交流电压限制值时，按事先设置的顺序切除交流滤波器/电容器，直到切到最小功率所需的滤波器。
进一步的，以系统设计的定值表为依据设定所述滤波器/电容器分支功率水平对应表。
进一步的，为每一组交流滤波器均独立配置对应的测控装置，并分别配置不同的通信地址与后备无功控制主站通信。
本发明通过适当改变系统结构，充分利用设备接口特点，为高压直流输电系统配置后备无功控制主站，使后备无功控制系统具有完善的后备控制功能，该方法实现简单，在保证设备安全的情况下，可以维持系统运行状态，有效地避免特高压直流停运风险，提高系统可用率，同时可以给运维技术人员提供充足的检修时间，具有极大的工程推广价值。
附图说明
图1为本发明提供的无功控制系统结构框图。
具体实施方式
一种高压直流输电系统的无功控制系统及方法，通过为直流控制系统配置后备无功控制主站，利用后备无功控制主站强大的系统处理能力和总线接口功能实现完善的后备无功控制。后备无功控制主站处于与无功控制主机系统相同的位置，通过快速总线与双极极控系统连接，通过总线与滤波器/电容器测控装置构成网络，可实现滤波器/电容器跳闸后的后备有功功率调整功能和电压越限时后备无功控制的滤波器/电容器切除功能。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明提供了一种高压直流输电系统的无功控制系统，如图1所示，在与无功控制主机系统相同的网络层次增加后备无功控制主站，所述后备无功控制主站通过快速总线与极控系统通信，通过总线与滤波器/电容器测控装置通信。后备无功控制系统可实现后备有功功率调整功能和电压越限时滤波器/电容器切除功能。
其中，实现后备有功功率调整功能时，后备无功控制主站从滤波器测控装置实时获取滤波器投入的状态，包括：滤波器投入、退出状态；滤波器保护动作状态；从极控系统获取当前极的运行状态，包括：阀组运行状态、极降压运行模式、功率输送方向、极输送功率、极功率/电流模式。当后备功能有效时，后备无功控制主站将根据极运行状态，判断并投切当前所需滤波器个数与类型；当滤波器由于保护动作跳闸后，后备无功控制主站将根据滤波器/电容器分支功率水平对应表，降低当前运行功率到定值范围内。
滤波器/电容器分支功率水平对应表的设定工作主要以系统设计的定值表为依据，以某特高压为例，其定值表如下表1所示：
表1
后备无功控制主站按照上表预设滤波器/电容器分支功率水平对应关系表投切滤波器/电容器组。以双极全压为例，分别设置1000MW，1800MW，3200MW，5600MW，6000MW，8000MW，8800MW功率点，对应功率点的滤波器按表中对应个数配置，当因滤波器保护动作，滤波器个数少于表中配置时，后备无功控制主站根据当前极1、极2的功率水平，启动回降极1、极2功率，在双极功率不平衡时，通过实时计算确保双极功率最终降到相同功率水平。
对于滤波器/电容器切除功能，后备无功控制主站根据实时监视的交流滤波器大组电压，选择所有交流滤波器大组最大电压Uac作为控制电压，具体控制策略设计如下：
当Uac≤1.1p.u.时，每隔3s切除1小组交流滤波器，直到当前功率下的绝对最小滤波器。
当Uac＞1.1p.u.每隔8s切除4小组交流滤波器，达到当前功率的绝对最小滤波器后，如果过电压定值依然满足，则每隔8s切除4小组交流滤波器直到最小功率下的绝对最小滤波器；
当Uac＞1.2p.u.时，每隔1s切除4小组交流滤波器，达到当前功率的绝对最小滤波器后，如果过电压定值依然满足，则每隔1s切除4小组交流滤波器直到最小功率下的绝对最小滤波器；
Uac＞1.3p.u.每隔250ms切除4小组交流滤波器，达到当前功率的绝对最小滤波器后，如果过电压定值依然满足，则每隔250ms切除4小组交流滤波器直到最小功率下的绝对最小滤波器。
滤波器/电容器的切除按照预设好的顺序执行。
以某特高压换流站为例：
交流滤波器配置包括：4组BP11/13(A)、4组HP24/36(B)、2组HP3(C)、10组SC(D)。其中BP11/13为11\13次双调谐交流滤波器，HP24/36为24/36次双调谐高通型交流滤波器，HP3为3次单调谐高通型滤波器，SC为并联电容器；括号中的A、B、C、D为相同类型的代号，在后备无功控制主站中用于计算各类型的投入个数。
对应每一组交流滤波器的测控都是独立配置，每一小组对应一台测控装置，分别配置不同的通信地址，分别与后备无功控制主站通信。
换流站交流滤波器投切顺序为：
后备无功控制主站按照上述切除顺序一一对应各自的测控装置，在电压超越限时，顺次下命令切除滤波器/电容器，执行顺序不再遵循先投先切的原则。
本发明还提供了一种高压直流输电系统的无功控制方法，为高压直流输电系统配置后备无功控制主站，所述后备无功控制主站通过快速总线与双极极控系统连接，通过总线与滤波器/电容器测控装置构成网络，实现滤波器/电容器跳闸后的后备有功功率调整功能和电压越限时后备无功控制的滤波器/电容器切除功能。
本发明所述方法实际上是基于本发明所述装置思想的具体实施方式，由于对装置的介绍已经足够清楚、完整，故对本发明所述方法不再进行赘述。