一种调相机励磁前馈式强励控制方法与流程

1.本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种调相机励磁前馈式强励控制方法。


背景技术：

2.同步调相机是一种技术成熟、运行稳定、调节能力强的重要无功补偿设备。依据规划，国家电网将在直流换流站建设一批300mvar大型同步调相机，以解决电力系统动态无功储备不足、局部电压稳定性差的问题。
3.调相机励磁系统采用的控制策略参考图1所示，是机端电压闭环(快速环)加无功复合控制(慢速环)双重控制，在暂态过程中机端电压闭环为主调节，实现在故障情况下快速输出调相机动态无功的目的；无功和系统电压复合控制在稳态时作用，通过接受外部无功和系统电压指令，调节调相机无功功率，实现稳态时调相机无功输出在指定范围内，以确保调相机具备足够的动态无功储备。
4.目前，调相机励磁系统和换流站直流控保系统之间，没有对调相机进行协调控制，二者都是独立运行。在电网发生故障时，直流输送功率下降，故障消失后，直流进行功率恢复。在线路故障期间和直流功率恢复过程中，系统电压会产生一定的波动，严重时会引起直流连续换相失败。依据目前控制策略，调相机在暂态过程中以机端电压闭环控制为主，根据机端电压的变化情况进行无功响应，当机端电压恢复至目标值时励磁输出便不再增加，此时系统电压可能仍处于较低水平。同时调相机出口处通过升压变连接至交流系统，导致调相机对系统电压敏感度较低。
5.综上因素，导致在直流系统传输功率恢复时，存在调相机无功能力难以充分发挥的问题。因此，需要提出一种调相机与换流站直流控保系统相配合的协调控制方法，本案由此产生。


技术实现要素：

6.本发明的目的，在于提供一种调相机励磁前馈式强励控制方法，其可提升调相机在直流系统传输功率恢复时的无功支撑能力，降低连续换相失败的概率，提高系统稳定性。
7.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
8.一种调相机励磁前馈式强励控制方法，包括如下步骤：
9.步骤1，建立调相机励磁系统与换流站直流控保系统的点对点通讯；
10.步骤2，当电网发生故障时，直流控保系统换相失败预测状态值为1，发送强励控制启动令给调相机励磁系统；
11.步骤3，励磁系统接收到强励控制启动令后，根据系统电压偏差值计算强励控制前馈叠加量δu，δu经过限幅处理后直接叠加在励磁系统输出电压计算值上，快速调整调相机无功输出；
12.步骤4，直流功率恢复正常后，直流控保系统退出强励控制启动令，励磁系统恢复到启动前状态。
13.上述步骤1中，调相机励磁系统和直流控保系统的点对点通讯采用光纤通讯连接或者网络通讯连接。
14.上述步骤3中，叠加量δu的计算公式是：
[0015][0016]
其中，u
href
为系统电压参考值；u
h
为系统电压测量值，u
n
为系统电压额定值，k
p
为比例调节系数；t1及t2为可整定参数。
[0017]
上述系统电压参考值u
href
由上级监控系统下发，或通过定值人工设置。
[0018]
采用上述方案后，本发明将直流控保系统的换相失败预测功能和调相机励磁强励控制相结合，通过换相失败预测状态值启动励磁前馈强励控制，提升调相机在直流系统传输功率恢复时的无功支撑能力，降低连续换相失败的概率，提高系统稳定性。
附图说明
[0019]
图1是调相机励磁前馈式强励控制原理图；
[0020]
图2是本发明调相机励磁前馈式强励控制流程图。
具体实施方式
[0021]
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
[0022]
本发明提供一种调相机励磁前馈式强励控制方法，根据换流站直流控保系统换相失败预测状态的不同值，控制励磁系统是否投入励磁前馈控制，当直流功率恢复时，退出励磁前馈控制。
[0023]
图1中虚线框之外的是典型的调相机励磁控制框图，包含机端电压闭环(快速环)加无功复合控制(慢速环)双重控制。在暂动态过程中主要是机端电压闭环起作用，其输入为机端电压给定值与测量值的偏差，输出为至转子的励磁电压，控制目标是维持机端电压恒定。虚线框内为前馈式强励控制环节，由叠加量δu、限幅环节和叠加投入控制三部分组成，通过系统电压偏差(公式1)计算叠加量δu，在励磁系统接收到直流控保发送的强励控制启动令后，将δu叠加在励磁系统输出电压计算值上，快速调节调相机无功功率，充分发挥调相机对系统电压的支撑能力；所述叠加投入控制由励磁系统根据直流控保发送的强励控制启动令进行投入和退出，励磁系统接收到直流控保发送的强励控制启动令为1时投入，为0时退出。
[0024]
所述公式1为：
[0025][0026]
其中，u
href
为系统电压参考值，可以由上级监控系统下发，也可以通过定值人工设置；u
h
为系统电压测量值，u
n
为系统电压额定值，k
p
为比例调节系数，可整定；t1及t2为可整定参数；δu为前馈强励叠加量。
[0027]
本实施例的调相机励磁前馈式强励控制流程图如图2所示，包含调相机励磁系统和换流站直流控保系统，具体包含如下步骤：
[0028]
(1)建立调相机励磁系统与换流站直流控保系统的直接快速点对点通讯，由直流
控保发送调相机励磁前馈强励控制启动令给励磁系统；
[0029]
(2)当电网发生故障时，直流控保系统换相失败预测状态值为1，发送强励控制启动指令给调相机励磁系统；
[0030]
(3)励磁系统接收到强励控制启动令后，投入前馈控制功能，根据系统电压偏差值计算强励控制前馈叠加量δu，δu经过限幅处理后直接叠加在励磁计算输出值上，快速调整调相机无功输出；
[0031]
(4)直流功率恢复正常后，直流控保退出强励启动指令，励磁系统恢复到启动前状态。
[0032]
上述实施例中，步骤(1)中调相机励磁系统和直流控保系统的直接快速点对点通讯连接可以选择光纤通讯连接或者网络通讯连接；步骤(3)中调相机励磁系统通过公式(1)计算叠加控制值δu，δu在励磁系统接收到启动指令后，直接叠加在励磁系统输出电压计算值上。
[0033]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。