一种高压直流输电送端的电压控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统自动电压控制领域，尤其是一种高压直流输电送端的电压控 制方法和系统。
【背景技术】
[0002] 南方电网西部的云南、贵州是大型的送端系统，通过距离大容量特/超高压直流线 路将西部水电输送至东部负荷中屯、。大容量直流输电系统采用送端孤岛运行方式，可减少 直流跳闽后潮流转移对交流系统的影响，在改善远距离送电系统稳定性，提高送电能力方 面有着独特的优势。
[0003] AVC(电厂自动电压控制)是指按预定条件和要求自动控制电厂母线电压或全电厂 无功功率的技术。在保证机组安全运行的条件下，为系统提供可充分利用的无功功率，减少 电厂的功率损耗。电厂AVC子站系统接收AVC主站系统下发的全厂控制目标（电厂高压母线 电压、全厂总无功等），按照控制方法（电压曲线、恒母线电压、恒无功)合理分配给每台机 组，通过调节发电机无功出力，达到全厂目标控制值，实现全厂多机组的电压无功自动控 审IJ，整个控制过程如图1所示。
[0004] 孤岛运行工况时，系统的短路比较小，即相同的无功变化量将引起比联网工况更 大的电压波动，因此减小AVC系统的调压系数，使相同电压偏差对应的无功调整幅度减小， 达到降低增益，防止电压大幅振荡的目的。较低的调压系数能够适应稳态调压的需求，但在 孤岛稳态功率升降的过程中，随着孤岛系统输送功率的减少和增加，孤岛电厂与换流站的 电压也会大幅升高或降低。由灵敏度分析可知孤岛系统电压对有功功率变化的灵敏度较 大，因此电厂功率升降会引发电压较大幅值的波动。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是:一种通过在线网络分析，自适应整定电 压-无功灵敏度和电压-有功灵敏度，考虑有功调整对电压的影响，从而避免电厂及换流站 母线电压大幅波动的高压直流输电送端的电压控制方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的另一目的是:一种通过在线网络分析，自适应整 定电压-无功灵敏度和电压-有功灵敏度，考虑有功调整对电压的影响，从而避免电厂及换 流站母线电压大幅波动的高压直流输电送端的电压控制系统。
[0007] 传统的AVC(自动电压控制）的无功调节无法同步补偿有功功率引发的电压偏差， 需要在AVC无功调节量中引入有功调整信息，将其改进为能够补偿有功调节的电压控制器。 [000引本发明所采用的技术方案是：一种高压直流输电送端的电压控制方法，包括有W 下步骤：
[0009] A、在远距离高压直流输电的送端通过孤岛检测模块检测送端是否处于孤岛运行 状态；
[0010] B、若送端处于孤岛运行状态，则根据孤岛系统电压-无功灵敏度设置发电厂调压 系数，并根据孤岛系统自适应电压-有功灵敏度计算配合有功调节的无功补偿系数，进而进 行有功无功协同控制，执行步骤D;
[0011] C、若送端处于联网状态，则使用联网状态下的正常调压系数进行无功电压控制， 执行步骤D;
[0012] D、根据无功功率分配方法计算各个AVC机组的无功功率设定值；
[0013] E、各个AVC机组励磁调节器根据上述无功功率设定值进行本地闭环控制。
[0014] 进一步，所述步骤B中基于自适应电压-无功灵敏度和电压-有功灵敏度进行有功 无功协同控制的计算公式为：
[001 引 Q."c 二 Qjc]牛么1 ' K'口"血,1 -一么P、、-狂丽
[0016] 其中，
[0017] Qavg为全厂无功AVC分配值；
[001引 Qact为当前实发无功；
[0019] A V为实际母线电压与给定电压值偏差；
[0020] Kv_islanded为孤岛方式下的发电厂调压系数；
[0021] AP . Kp为孤岛发电机组有功调节的无功补偿量，AP为孤岛发电机组有功调节 量，Kp为配合有功调节的无功补偿系数；
[0022] 驾厮为不参加 AVC机组所发无功之和。
[0023] 进一步，所述Kv_islanded和Kp值根据潮流方程的电压-有功灵敏度矩阵和电压-无功 灵敏度矩阵确定。
[0024] 进一步，所述步骤C中使用联网状态下根据正常调压系数进行无功电压控制的计 算公式为：
[002引谷"〔'=么(。+ A矿.馬,_。泌协油础-錢厮
[0026] 其中，
[0027] Qavg为全厂无功AVC分配值；
[0028] Qact为当前实发无功；
[0029] A V为实际母线电压与给定电压值偏差；
[0030] Kv_networked为正常调压系数；
[0031] 远巧为不参加 AVC机组所发无功之和。
[0032] 进一步，所述步骤D中的无功功率分配方法为根据等功率因素原则、无功容量成比 例原则、相似调整裕度原则或动态优化原则分配各AVC机组无功值。
[0033] 进一步，所述步骤D中的无功功率分配方法为根据相似调整裕度原则分配各AVC机 组无功值，分配的计算公式为：
[0035] 其中，
[0036] n为参加 AVC的机组数；
[0037] QiMax-化为参加 AVC的第i台机组的无功调整裕度；
[003引 ((jU、-。）为参加 AVC机组的当前无功调整裕度之和；
[0039] QiAV功AVC分配到第i台参加 AVC机组的无功出力。
[0040] 本发明所采用的另一技术方案是:一种高压直流输电送端的电压控制系统，包括 有：
[0041] 孤岛检测模块，用于检测在远距离高压直流输电的送端是否处于孤岛运行状态；
[0042] 孤岛运行控制模块，用于在送端处于孤岛运行状态时，根据孤岛系统电压-无功灵 敏度在线设置发电厂调压系数，根据孤岛系统自适应电压-有功灵敏度计算配合有功调节 的无功补偿系数，进行有功无功协同控制；
[0043] 联网控制模块，用于在送端处于联网状态时，使用联网状态下的正常调压系数进 行无功电压控制；
[0044] 无功功率分配模块，用于根据无功功率分配方法计算各个AVC机组的无功功率设 定值；
[0045] 系统中的AVC机组，根据上述无功功率设定值，利用AVC机组励磁调节器进行本地 闭环控制。
[0046] 本发明的有益效果是:本发明方法根据高压直流输电送端系统的不同运行工况， 在孤岛工况时根据孤岛电压对无功灵敏度计算，采用较小的调压系数，避免孤岛系统电压 周期性振荡;根据孤岛电压对有功灵敏度，与有功调整信息配合，避免电厂高压母线电压随 系统送出功率的增减而大幅降升。
[0047] 本发明的另一有益效果是:本发明系统适应高压直流输电送端系统的不同运行工 况，在联网工况时采用正常的调压系数进行无功电压控制;在孤岛工况，根据孤岛电压-无 功灵敏度和电压-有功灵敏度，将AVC与有功调整信息配合进行有功无功协同控制，避免电 厂高压母线电压随系统送出功率的增减而大幅降升。
【附图说明】
[004引图1为现有技术电压控制的整体传递函数框图；
[0049] 图2为本发明方法的步骤流程图；
[0050] 图3为本发明系统的结构示意图；
[0051] 图4为本发明实施例中孤岛系统结构示意图；
[0052] 图5为本发明电压控制的整体传递函数框图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0054] 参照图2,一种高压直流输电送端的电压控制方法，包括有W下步骤：
[0055] A、在远距离高压直流输电的送端通过孤岛检测模块检测送端是否处于孤岛运行 状态；
[0056] B、若送端处于孤岛运行状态，则根据孤岛系统自适应电压-无功灵敏度设置发电 厂调压系数，并根据孤岛系统自适应电压-有功灵敏度计算配合有功调节的无功补偿系数， 进行有功无功协同控制，执行步骤D;
[0057] C、若送端处于联网状态，则使用联网状态下的正常调压系数进行无功电压控制， 执行步骤D;
[0058] D、根据无功功率分配方法计算各个AVC机组的无功功率设定值；
[0059] E、各个AVC机组励磁调节器根据上述无功功率设定值进行本地闭环控制。
[0060] 进一步作为优选的实施方式，在孤岛工况定值方式下，电厂AVC按照给定的母线电 压值，计算全厂无功出力，目标是使电厂母线电压维持在给定水平;所述步骤B中基于自适 应电压-无功灵敏度和电压-有功灵敏度进行有功无功协同控制的计算公式为：
[0062] 其中，
[0063] Qavg为全厂无功AVC分配值；
[0064] Qact为当前实发无功；
[0065] A V为实际母线电压与给定电压值偏差；
[0066] Kv_islanded为孤岛方式下的发电厂调压系数；
[0067] AP . Kp为孤岛发电机组有功调节的无功补偿量，AP为孤岛发电机组有功调节 量，Kp为配合有功调节的无功补偿系数；
[0068] 远巧为不参加 AVC机组所发无功之和。
[0069] 进一步作为优选的实施方式，所述Kv_islanded和Kp值根据潮流方程的电压-无功灵敏 度矩阵和电压-有功灵敏度矩阵确定。
[0070] 对于配合有功调节的无功补偿系数Kp,需要通过状态估计获取的系统运行状态， 进行在线计算得到自适应的