一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法及其控制系统，属于电力系统电压/无功动态控制【技术领域】；该方法包括输入控制参数和测量结果，根据电压控制点位置调整参数，计算每台发电机机端参考电压，根据得到的发电机机端电压参考值和修正量对发电机励磁系统进行控制。该系统包括压降计算模块、调压特性模块、电流设定值调整补偿模块、电压设定值调整补偿模块、机端电压参考值计算模块和相位补偿环节模块；本发明具有很好的通用性，需要测量的参数少，参数配置灵活，调试的难度低等诸多优点。
【专利说明】一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法及其控制系统
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统电压/无功动态控制【技术领域】，特别涉及一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法及其系统，通过控制发电机电压和无功功率输出，达到提高动态无功支撑能力和系统电压稳定性的目的。
【背景技术】
[0002]为了解决电力系统电压失稳这一重大技术难题，一方面要大力应用新型的动态无功补偿设备，如静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATC0M)等，另外一方面更要充分利用电网中分布最广、容量最大和应用最多的同步发电机动态无功容量。虽然新型的动态无功补偿设备在运行范围、可控性和响应速度上具有明显的优势，但是也有控制复杂、造价高昂等缺点；在电力系统的电压/无功动态控制中，发电机励磁控制一直发挥着关键的作用，所以应当首先利用发电机的动态电压/无功控制能力，将控制成本低廉、大容量的发电机动态无功储备作为支撑暂态电压的技术首选，以提高系统运行的经济性和安全性。发电机励磁控制的研究历史悠久、成果丰富，但既往研究多从稳定端电压、抑制低频振荡等角度出发，而电压控制的目标仅限于局部，较少从系统级暂态电压稳定性对动态无功的需求角度出发，往往造成发电机的无功储备未被充分激活利用。高压侧电压控制(HSVC)是一种很有潜力的控 制方式，能够控制发电机外部(包括发电机升压变压器内部或线路)某一点的电压，国外已有一些公司研究开发了高压侧电压控制器，并进行了现场测试，国内也有学者也对发电机高压侧电压控制系统进行了理论和仿真研究，结果均表明这种控制方式有利于提高电压稳定性。但是现有关于HSVC的研究大多停留在单机无穷大系统，即机组层次，缺少针对电厂层次乃至系统层次的研究。考虑到现代电力系统中有众多发电厂，每个发电厂又有多台机组，机组层次的HSVC已不能满足实际的工程需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法及其控制系统，具有很好的通用性，需要测量的参数少，参数配置灵活，调试的难度低等诸多优点。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0006]I)输入控制参数和测量结果:测量结果为第i台发电机输出无功电流值Iqi，i =1，2，…，N ;控制参数包括第i台发电机和对应控制点之间的电抗AXTi，发电机升压变压器高压侧母线和对应控制点之间的电抗Λ\，第i台发电机的电压下降特性系数Xtw，第i台发电机无功电流设定值，第i台发电机对应的控制点的电压设定值Vtofi，初始状况下第I台发电机对应的控制点的电压设定值Vtofitl，补偿电抗SXi，相位补偿环节内部相关参数α , T1, β，T2, K, T3 ；[0007]2)根据电压控制点位置调整参数:
[0008]若电压控制点在变压器内部，有O < AXTi < XTi, AXl = O, δ Xi = 0，若电压控制
Σ/α
点在变压器外部，有 AXTi = XTi，0< AXl<Xl, SXi = k-(AXTl+AXL.—^-), k 为系数，其中
N台发电机各自的升压变压器电抗分别为XT1，XT2，...，XTN，i = 1，2，...，N，线路电抗为
[0009]3)计算每台发电机机端参考电压:
[0010]对电压控制点在变压器内部或线路上两种情况下发电机机端电压参考值的计算方法进行综合，得到统一的计算步骤如下:
[0011]31)计算每台发电机机端到被控点之间的电抗引起的电压降落AVi, i =1，2，…，N:
[0012]
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【权利要求】
1.一种发电厂高压侧无功-电压综合控制方法控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)输入控制参数和测量结果:测量结果为第i台发电机输出无功电流值Iqi，I=1，2，…，N ;控制参数包括第i台发电机和对应控制点之间的电抗AXTi，发电机升压变压器高压侧母线和对应控制点之间的电抗Λ\，第i台发电机的电压下降特性系数Xtw，第i台发电机无功电流设定值，第i台发电机对应的控制点的电压设定值Vtofi，初始状况下第I台发电机对应的控制点的电压设定值Vtofitl，补偿电抗SXi，相位补偿环节内部相关参数α , T1, β，T2, K, T3 ； 2)根据电压控制点位置调整参数: 若电压控制点在变压器内部，有O < AXTi<XTi，AXl = O, SXi = O，若电压控制点在
ΣΑ,变压器外部，有AXTi = XTi，0< AXl<Xl,k为系数，其中N台
14 发电机各自的升压变压器电抗分别为^...3?，I = 1，2，...，N，线路电抗为 3)计算每台发电机机端参考电压: 对电压控制点在变压器内部或线路上两种情况下发电机机端电压参考值的计算方法进行综合，得到统一的计算步骤如下: 31)计算每台发电机机端到被控点之间的电抗引起的电压降落AVi,i = I, 2,…，N:
2.一种发电厂高压侧无功-电压综合控制系统，其特征在于，该系统包括压降计算模块、调压特性模块、电流设定值调整补偿模块、电压设定值调整补偿模块、机端电压参考值计算模块和相位补偿环节模块；压降计算模块、调压特性模块、电流设定值调整补偿模块和电压设定值调整补偿模块的各输入端与所需测量值和设定值相连；压降计算模块、调压特性模块、电流设定值调整补偿模块和电压设定值调整补偿模块的各输出端分别与机端电压参考值计算模块的输入端相连，机端电压参考值计算模块的输出端与N个相位补偿环节模块的输入端相连，N个相位补偿环节模块的输出端分别与N个发电机励磁系统的输入端相连；其中压降计算模块、调压特性模块、电流设定值调整补偿模块和电压设定值调整补偿模块根据给定参数和测量结果计算出中间变量，中间变量和给定参数再输入到机端电压参考值计算模块，计算出机端电压参考值，机端电压参考值经过相位补偿环节得到修正量，该修正量与机端电压参考值相加，最后的结果作为发电机励磁系统的输入； 所述压降计算模块用于计算发电机电流经过发电机机端到被控点之间的电抗引起的电压降落； 所述调压特性模块的作用是模拟发电机的机端电压下降特性； 所述电流设定值调整补偿模块是为了使发电机无功电流等于设定值时被控点实际电压等于设定电压而引入的补偿量，这样可以在发电机无功电流较大时也能保持被控点电压在较高值； 所述电压设定值调整补偿模块的作用是补偿控制点电压设定值发生变化而引起发电机无功电流的改变； 所述机端电压参考值计算模块用于计算发电机机端电压的参考值，输出到发电机的励磁系统； 所述相位补偿环节模块采用包括超前校正网络、滞后校正网络和一阶惯性环节中的任意一种，可以选择合适的参数来决定相位补偿环节的功能，改善稳态或动态性能。
【文档编号】H02P9/10GK103986383SQ201410232542
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】周保荣, 谢小荣, 董宜鹏, 洪潮, 金小明, 姚文峰 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司, 清华大学