3端STATCOM在不同电网运行方式下的协调控制方法及装置与流程

3端statcom在不同电网运行方式下的协调控制方法及装置
技术领域
1.本发明属于电力技术领域，具体涉及一种3端statcom在不同电网运行方式下的协调控制方法及装置。


背景技术：

2.高压直流输电工程受端交流系统接入不同的交流电网时，直流输送功率会存在极1送交流电网a、极2送交流电网b、极1和极2全送交流电网a、极1和极2全送交流电网b四种不同的系统运行方式，会造成高压直流输电工程受端交流母线电压调节难度增大，影响直流输电逆变侧换相过程，影响受端交流系统的稳定运行。
3.为了提高高压直流输电运行调节能力，可以在逆变侧换流站内安装多套静止同步补偿装置，简称statcom，多套statcom可以灵活的对交流系统在各种不同的运行方式下提供动态无功补偿，从而稳定逆变侧换流站各交流母线电压，改善交流系统的运行条件；目前，3套或者多套statcom在高压直流输电工程应用中无应对逆变站交流系统接入不同交流电网时对statcom的协调控制方法。因此如何克服现有技术的不足是目前电力技术领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制方法及装置，以解决3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种3端statcom在不同电网运行方式下的协调控制方法，包括：s11、采集一次设备开关状态，判断交流电网系统运行方式；采集交流电网a、交流电网b线路出线电压和电流，采集500kv交流母线电压；s12、读取1号statcom控制保护装置、2号statcom控制保护装置、3号statcom控制保护装置运行信息，获得3套statcom的运行方式和目前的各statcom的输出功率补偿值；s13、根据交流电网系统运行方式、模拟量采集值、statcom运行方式计算各种交流系统不同运行方式下的功率补偿值；s14、根据计算的交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，确定2号statcom装置是否需要退出运行；若需要退出运行，向2号statcom 控制保护装置发送停运指令；s15、读取2号statcom控制保护装置信息，确定2号statcom装置已经处于停运工作状态；s16、根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要断开35kv母联断路器发送分闸指令，确定需要断开35kv母联断路器处于分闸位置后，向需要合闸的另一台35kv母联断路器发送合闸指令；s17、确定需要合闸的35kv母联断路器合闸后，向2号statcom控制保护装置发送充
电指令，充电完成后，继续向2号statcom控制保护装置发送解锁指令；s18、根据交流系统运行方式和功率补偿值向1号statcom控制保护装置、2号statcom 控制保护装置、3号statcom 控制保护装置分别发送功率调节指令。
6.进一步，优选的是，s11中，判断交流电网系统运行方式，具体为：当采集5024、5013开关状态处于分位时，高压直流输电极1输送功率送交流电网a，极2输送功率送交流电网b，判断交流电网系统运行方式为功率分送模式；当采集5024、5013开关状态处于合位时，5342、5341、5352、5353开关处于分位时，高压直流输电输送功率全送交流电网a，判断交流电网系统运行方式为功率全送交流电网a模式；当采集5024、5013开关状态处于合位时，5122、5123、5131、5132开关处于分位时，高压直流输电输送功率全送交流电网b，判断交流电网系统运行方式为功率全送交流电网b模式。
7.进一步，优选的是，s12中，所述statcom的运行方式有运行、解锁、闭锁、充电、停运五种状态。
8.进一步，优选的是，s13中，系统运行方式包括功率分送模式、功率全送交流电网a模式、功率全送交流电网b模式三种。
9.进一步，优选的是，s14中，根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要退出运行的2号statcom控制保护装置发送停运指令；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤。
10.进一步，优选的是，s15中，读取2号statcom控制保护装置信息，确定2号statcom装置已经处于停运工作状态；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤。
11.进一步，优选的是，s16中，根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要断开35kv母联断路器发送分闸指令，确定需要断开35kv母联断路器处于分闸位置后，向需要合闸的另一台35kv母联断路器发送合闸指令；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤。
12.进一步，优选的是，s17中，确定需要合闸的35kv母联断路器合闸后，向2号statcom控制保护装置发送充电指令，充电完成后，继续向2号statcom控制保护装置发送解锁指令。若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤。
13.本发明同时提供一种3端statcom在不同电网运行方式下的协调控制装置，包括：模拟量采集模块，用于采集交流电网a、交流电网b线路出线电压和电流，采集500kv交流母线电压；开关量采集模块，用于采集一次设备开关状态；信息获取模块，用于获取3套statcom控制保护装置的statcom运行信息；断路器控制指令发送模块，用于发送35kv母联断路器发送分闸或者合闸指令；statcom协调控制指令发送模块，用于与3套statcom 控制保护装置进行通讯，与3套statcom 控制保护装置进行实时数据交换，并向3套statcom 控制保护装置发送解锁、闭锁、充电、停运指令和功率补偿调节指令；
cpu集中处理模块，用于获取并处理模拟量采集模块、开关量采集模块、信息获取模块采集获取到的数据，分析判断交流电网系统运行方式，计算3套statcom装置在交流电网不同系统运行方式下实时的总statcom功率补偿需求值，实时分析计算各套statcom需要输出的statcom功率补偿值，根据交流电网系统运行方式及动态功率补偿值实时通过statcom协调控制指令发送模块向3套statcom控制保护装置发送功率调节指令，控制各套statcom的系统运行方式和动态调节各套statcom的功率输出值；通过断路器控制指令发送模块向35kv母联断路器发送分闸或者合闸指令。
14.本发明中3套statcom控制保护装置为1号statcom控制保护装置、2号statcom控制保护装置、3号statcom控制保护装置，其下分别控制1号statcom装置、2号statcom装置、3号statcom装置。
15.本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明提供一种3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制方法及装置，目前，3套或者多套statcom在高压直流输电工程应用中无应对逆变站交流系统接入不同交流电网时对statcom装置的协调控制方法。相对于现有技术，该协调控制方法可以通过3端statcom实时的对交流电网不同运行方式下的交流系统进行动态无功补偿，该补偿过程响应时间短、可以实时计算不同时刻的功率补偿需求值，且能够实时动态补偿，功率补偿需求值更为准确，补偿效果更好；另外能优化statcom装置的使用性能，提高statcom在交流系统不同运行方式下总的无功补偿值，能最大发挥多套statcom在复杂电网不同运行方式下的功率补偿性能，对交流系统的稳定运行具有较高的经济效益。有效解决了3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为3套statcom在复杂电网中应用的主接线图；图2为本发明提供的3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制的方法流程示意；图3是本发明提供的3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制的装置结构示意；图4本发明提供的3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制的装置与3套statcom控制保护装置网络拓扑图。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
19.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
20.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
23.参见图1，图1为3套statcom在复杂电网中应用的主接线图。
24.需要说明的是，在本发明实施例中，是以500kv高压直流系统模型直流功率能送交流电网a和交流电网b的情况下配置3套statcom装置为例介绍的，但是这并不表示本发明所提供的一种3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制方法及装置仅适用于高压直流输电系统，本领域技术人员在本发明所提供的方法的启示下，有能力将该方法通过适当的变形应用于其它存在背景技术中所涉及的技术问题的特高直流系统和需要多组statcom同时对交流电网提供功率补偿的交流系统中。
25.参见图1，图1为3套statcom在复杂电网中应用的主接线图；参见图2，图2为本发明提供的3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制的方法流程示意。
26.s11、采集一次设备开关状态，判断交流电网系统运行方式；采集交流电网a、交流电网b线路出线电压和电流，采集500kv交流母线电压；所述采集一次设备开关状态，判断交流电网系统运行方式；当采集5024、5013开关状态处于分位时，高压直流输电极1输送功率送交流电网a，极2输送功率送交流电网b，判断交流电网系统运行方式为功率分送模式；当采集5024、5013开关状态处于合位时，5342、5341、5352、5353开关处于分位时，高压直流输电输送功率全送交流电网a，判断交流电网系统运行方式为功率全送交流电网a模式；当采集5024、5013开关状态处于合位时，5122、5123、5131、5132开关处于分位时，高压直流输电输送功率全送交流电网b，判断交流电网系统运行方式为功率全送交流电网b模式；s12、所述读取1号statcom控制保护装置、2号statcom控制保护装置、3号statcom控制保护装置系统运行信息；协调控制装置采集statcom控制保护装置信息，确定3套statcom的运行方式和目前的各statcom的输出功率补偿值。所述statcom的运行方式有运行、解锁、闭锁、充电、停运五中状态。
27.s13、所述根据系统运行方式、模拟量采集值、statcom系统运行信息计算各种交流系统不同运行方式下的功率补偿值。
28.根据系统运行方式，确实交流电网系统运行方式为功率分送模式、功率全送交流
电网a模式、功率全送交流电网b模式三种模式；根据模拟量采集值与交流电网系统运行方式，确定交流电网系统不同运行方式下的功率补偿需求；交流电网系统不同运行方式下的功率补偿需求和statcom系统运行信息可计算得到各statcom功率补偿值。
29.s14、根据协调控制装置计算的交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，确定2号statcom装置是否需要退出运行；若需要退出运行，向2号statcom控制保护装置发送停运指令；若1号statcom接于交流电网a下，2号、3号satcom接于交流电网b下，经过协调控制系统计算，交流电网a下功率补偿需求大于1号statcom总的额定功率补偿值，交流电网b下功率补偿需求小于3号statcom总的额定功率补偿值，则可将2号statcom自动操作到停运后，重新接入交流电网a下面；若1号、2号statcom接于交流电网a下，3号satcom接于交流电网b下，交流电网b下功率补偿需求大于3号statcom总的额定功率补偿值，交流电网a下功率补偿需求小于1号statcom总的额定功率补偿值，则可将2号statcom装置自动操作到停运后，重新接入交流电网b下面；s15、读取2号statcom控制保护装置信息，确定2号statcom装置已经处于停运工作状态；s16、根据协调控制装置根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要断开35kv母联断路器发送分闸指令，确定需要断开35kv母联断路器处于分闸位置后，向需要合闸的另一台35kv母联断路器发送合闸指令；s17、确定需要合闸的35kv母联断路器合闸后，向2号statcom控制保护装置发送充电指令，充电完成后，继续向2号statcom控制保护装置发送解锁指令。
30.s18、根据系统运行方式和功率补偿值向1号statcom控制保护装置、2号statcom 控制保护装置、3号statcom 控制保护装置分别发送功率调节指令；作为上述方案的改进，根据协调控制装置根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要退出运行的2号statcom控制保护装置发送停运指令；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤；作为上述方案的改进，读取2号statcom控制保护装置信息，确定2号statcom装置已经处于停运工作状态；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤；作为上述方案的改进，根据协调控制装置根据交流系统不同运行方式下的功率补偿值需求，向需要断开35kv母联断路器发送分闸指令，确定需要断开35kv母联断路器处于分闸位置后，向需要合闸的另一台35kv母联断路器发送合闸指令；若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤；作为上述方案的改进，确定需要合闸的35kv母联断路器合闸后，向2号statcom控制保护装置发送充电指令，充电完成后，继续向2号statcom控制保护装置发送解锁指令。若系统运行方式为高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b，跳过该步骤，直接进入下一步骤；作为上述逻辑的补充说明，高压直流输电极1输送功率送交流电网a，极2输送功率
送交流电网b，交流电网系统运行方式为功率分送模式下；1号statcom固定通过500kv 1号降压变接于交流电网a下，对交流电网a对应的交流母线提供功率补偿，3号statcom固定通过500kv 2号降压变接于交流电网b下，对交流电网b对应的交流母线提供功率补偿，2号statcom可通过协调控制装置灵活根据交流电网a和交流电网b的功率补偿需求，通过312断路器和323断路器接于交流电网a或者交流电网b下；根据计算得到各statcom功率补偿值，在接于交流电网a或者交流电网b下statcom总输出补偿容量允许的条件下，直接通过协调控制装置对需要调节的statcom 控制保护装置发送功率补偿指令；若1号statcom接于交流电网a下，2号、3号satcom接于交流电网b下，经过协调控制系统计算，交流电网a下功率补偿需求大于1号statcom总的额定功率补偿值，交流电网b下功率补偿需求小于3号statcom总的额定功率补偿值，则可将2号statcom自动操作到停运后，自动控制断开323断路器，断开323断路器后，自动控制合上312断路器，合上312断路器后，协调控制系统向2号statcom控制保护装置发送控制命令，将2号statcom从停运状态操作至解锁状态，经根据协调控制系统计算功率补偿值向2号控制保护装置发送功率补偿指令。若1号、2号statcom接于交流电网a下，3号satcom接于交流电网b下，经过协调控制系统计算，交流电网b下功率补偿需求大于3号statcom总的额定功率补偿值，交流电网a下功率补偿需求小于1号statcom总的额定功率补偿值，则可将2号statcom自动操作到停运后，重新将2号statcom接于交流电网b下，具体控制过程与上文描述相似，此处不再赘述；若高压直流输电输送功率全送交流电网a或者高压直流输电输送功率全送交流电网b时，则3套statcom均分交流电网功率全送模式下的功率补偿需求，协调控制系统根据总的功率补偿需求和statcom系统运行信息可计算得到各statcom需要增加的功率补偿值，根据系统运行方式和statcom功率补偿值向1号statcom控制保护装置、2号statcom 控制保护装置、3号statcom 控制保护装置分别发送功率补偿指令。
31.参见图3，图3为本发明提供的3端statcom在复杂电网不同运行方式下的协调控制的装置结构示意；模拟量采集模块31，用于采集交流电网a、交流电网b线路出线电压和电流，采集500kv交流母线电压；开关量采集模块32，用于采集一次设备开关状态；信息获取模块33，用于获取3套statcom控制保护装置的statcom运行信息；断路器控制指令发送模块34，用于发送35kv母联断路器发送分闸或者合闸指令；statcom协调控制指令发送模块35，用于与3套statcom 控制保护装置进行通讯，与3套statcom 控制保护装置进行实时数据交换，并向3套statcom 控制保护装置发送解锁闭锁指令和功率补偿调节指令；cpu集中处理模块36，用于获取并处理模拟量采集模块、开关量采集模块、信息获取模块采集获取到的数据，分析判断交流电网系统运行方式，计算3套statcom装置在交流电网不同系统运行方式下实时的总statcom功率补偿需求值，实时分析计算各套statcom需要输出的statcom功率补偿值，根据交流电网系统运行方式及动态功率补偿值实时通过statcom协调控制指令发送模块向3套statcom控制保护装置发送功率调节指令，控制各套statcom的系统运行方式和动态调节各套statcom的功率输出值；通过断路器控制指令发送模块向35kv母联断路器发送分闸或者合闸指令。
32.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。