一种以功率作为输入量的可控移相器阻尼控制方法

技术领域

本发明属于可控移相器控制领域，特别涉及一种系统故障后，利用可控移相器快速调节特性提高系统的动态阻尼水平的控制方法。

背景技术

随着社会经济的不断进步，用电负荷不断攀升，输电网络的线路负载率也越来越高，而社会用地的紧张导致新建输电通道变得愈发困难，局部地区输电网络表现得潮流严重不均，其中某些省际联络断面有交流特高压1000kV和500kV线路连接，在特高压线路故障后潮流的大量转移导致500千伏线路容易出现过载或阻尼弱的问题，不得不采取限制断面输电功率的措施，负荷增长对断面功率输送的要求也越来越高，因此需要采取一些措施手段来均衡电网的潮流，提高系统的动态阻尼水平。

现阶段针对潮流不均的解决方案，可采取常规安装串补、串抗的方案，采用这种方案的投资成本比较低，但可能引起电压问题，同时难以解决动态阻尼问题。另一方面，采用电力电子技术，如统一潮流控制器、可控移相器技术，其中统一潮流控制器已经应用到220千伏、500千伏网络，良好的应用效果表明可以用来快速的调节潮流。而可控移相器现阶段没有得到工程应用，国内外的应用主要是机械式的移相器，其调节速度相对较慢，可用于均衡电网潮流，但无法用于提高系统的动态阻尼。

而哪种类型的可控移相器可以用来提高系统的动态阻尼？以及可控移相器的附加动态阻尼该如何设置，如何保证可控移相器的附加动态阻尼的控制效果这些都尚未开展研究，随着电网对潮流调节、提高动态阻尼的要求越来越高，利用可控移相器提高系统的动态阻尼水平也变得越来越迫切。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种以功率作为输入量的可控移相器阻尼控制方法，其可提高系统故障后的动态阻尼水平。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种以功率作为输入量的可控移相器阻尼控制方法，包括如下步骤：

步骤1，将可控移相器串联在输电线路中，采集可控移相器所在线路的有功功率，依次进行隔直、比例、移相、限幅处理后得到移相角度；

步骤2，将步骤1得到的移相角度转化为档位，通过晶闸管的开通关断快速调节档位。

上述可控移相器可采用以晶闸管控制分接头、分级调节、变压器结构为双芯、电压补偿方式为斜向补偿的可控移相器。

上述步骤1之前，还包括步骤A：采集故障后可控移相器所在线路的有功功率，并与故障前的功率进行比较，当差值达到门槛值后，转步骤1。

上述步骤1中，进行隔直、比例、移相、限幅处理的内容是：隔直环节为

上述步骤2中，将移相角度转化为档位的具体过程是：将移相角度θ除以θ

采用上述方案后，本发明可以提高故障后系统的动态阻尼水平，提高系统的稳定性。

附图说明

图1是浙江福建省际联络断面结构图；

图2是可控移相器安装于500千伏双回线路的拓扑结构图；

图3是本发明中控制的逻辑图；

图4是采用本发明的阻尼控制方法与不投入阻尼控制的效果对比图；

图5是本发明的原理图。

具体实施方式

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。

如图4所示，本发明提供一种以功率作为输入量的可控移相器阻尼控制方法，包括如下步骤：

步骤1，将可控移相器串联在输电线路中，配合图2所示，所述可控移相器可采用以晶闸管控制分接头、分级调节、变压器结构为双芯、电压补偿方式为斜向补偿的可控移相器；采集故障后可控移相器所在线路的有功功率，并与故障前的功率进行比较，当差值达到门槛值后，即投入可控移相器的阻尼控制，进入步骤2；

步骤2，对有功功率依次进行隔直、比例、移相、限幅处理后得到移相角度，配合图5所示，在传递函数环节中，隔直环节为

步骤3，将步骤2得到的移相角度转化为档位，具体是将输出得到的移相角度θ除以移相器设计的最大调节相角θ

将本发明应用于福建浙江省际联络断面，省际联络断面如图1所示，通过双回1000kV榕城—莲都+500kV宁德—金华双回线连接，在福建外送功率较大时，发生榕城—莲都N-2故障后，宁德—金华线路的阻尼不足，低于电网要求的3％的限制。

本发明针对上述情况，提出一种以功率作为输入量的可控移相器阻尼控制方法，将可控移相器安装在宁德—金华双回线路上，拓扑结构如图2所示，以本线路的功率作为附加阻尼控制的输入量，通过隔直、移相、比例放大、限幅环节后输入移相角度，将移相角度转化为档位，快速调节宁德—金华线路的功率，以达到提高系统故障后阻尼水平的效果。

本发明的传递函数框图如图3所示。由于每回线路上都安装有一套移相器，因此移相器的有功功率即为单回线路的有功，隔直环节的时间常数为0.02，移相器档位的改变与功率刚好为同相位，因此不需要经过移相。限幅环节的上下限幅分别为-5和5，该限幅为可控移相器设计能确定的最大最小的幅度。确定输出角度后，最后将角度转化为档位，设计的可控移相器为±13档，一共27档的调节能力，因此角度转化为档位需要乘以0.385，最后取整即可得到可控移相器所需要快速调节的档位。

图4为采用榕城—莲都N-2后，在宁德—金华线路上安装的可控移相器采用本发明与不投入移相器的阻尼控制的效果对比，实线为投入阻尼控制，虚线为不投入阻尼控制。采用本发明系统故障后的阻尼水平由2.6％提升到8.1％，同时从振荡曲线上可以很明显地看出，采用本发明的控制方法可以很好地提高系统故障后的振荡阻尼。

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。