本發(fā)明屬于高壓直流輸電，涉及一種基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法。

背景技術：

1、在電力系統(tǒng)中，lcc-hvdc技術憑借其輸電容量大、運行穩(wěn)定性好、系統(tǒng)損耗小和建設成本低等顯著優(yōu)勢，成為遠距離大容量輸電領域的重要選擇。然而，隨著電網(wǎng)結構的日益復雜和電力需求的不斷增長，lcc-hvdc系統(tǒng)在有功功率控制和交流電壓協(xié)調方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。由于lcc-hvdc使用的晶閘管為半控器件，只能控制有功功率，需要交流電網(wǎng)中的無功補償裝置被動提供無功功率，所以在控制有功功率的同時對交流電壓進行控制存在難題。傳統(tǒng)的lcc-hvdc功率控制只能實現(xiàn)有功功率的控制，在檢測到交流電壓波動超過參考值時采用被動的無功補償裝置動作使交流電壓重新回到設定的范圍內。這種傳統(tǒng)的功率控制方式導致交流電壓存在較大波動，給系統(tǒng)引入波動，并限制了lcc-hvdc的輸電能力。

2、本發(fā)明協(xié)調有功功率控制與交流電壓控制，利用無功補償裝置的動作和有功功率的調整之間的配合，使lcc-hvdc的有功功率及交流電壓都達到參考值

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，基于lcc-hvdc及其近區(qū)所連接的交流系統(tǒng)中的無功補償裝置，同時實現(xiàn)有功功率和交流電壓的多目標控制。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

3、一種基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，包括如下步驟：

4、步驟一，采集電氣量；

5、步驟二，獲取有功控制指令及交流電壓控制指令；

6、步驟三，分配交流電壓控制任務；包括：

7、計算無功功率調整量：

8、基于計算得到的無功功率調整量，分配給交流近區(qū)配置的無功補償裝置進行無功補償；

9、通過電容器和交流濾波器的投入或切除，以及其他無功補償裝置的無功控制，使各無功補償裝置提供的無功功率與計算得到的無功功率調整量相等；

10、步驟四，有功參考值確定，無功補償裝置動作指令確定；

11、步驟五，控制指令下發(fā)。

12、進一步的，所述步驟一包括：采集lcc-hvdc系統(tǒng)公共耦合點的三相交流電壓upcc、有功功率ppcc和無功功率qpcc、直流電壓udc和直流電流idc、換流閥的觸發(fā)角α、換相角μ。

13、進一步的，所述步驟二為：確認協(xié)調控制的有功功率指控制參考值pref和交流電壓控制參考值uref。

14、進一步的，所述步驟三中，通過下式計算無功功率調整量：

15、

16、式中：xl為交流輸電線路的電抗，和分別為系統(tǒng)協(xié)調控制前后的功率因數(shù)，xc為所連接的無功補償電容和交流濾波器的電抗，δq為所求無功功率調整量。

17、進一步的，所述步驟三中，電容器和交流濾波器的無功功率通過下式計算：

18、

19、式中，qc電容器和交流濾波器提供的無功功率。

20、進一步的，所述步驟四具體包括：將獲取到的有功功率參考值作為控制參考值，根據(jù)步驟三計算的無功補償量采用近區(qū)交流系統(tǒng)內的無功補償裝置進行補償。

21、進一步的，利用電容器及交流濾波器進行無功補償時，所需要的電容器及交流濾波器組數(shù)為：

22、

23、利用svg設備進行無功補償時，將δq設置為svg定無功功率控制的參考值。

24、進一步的，所述步驟五包括：將有功功率參考值下發(fā)給換流閥的定有功功率控制器，將無功補償裝置動作指令下發(fā)給無功補償裝置。

25、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果：

26、通過lcc-hvdc有功功率的控制以及系統(tǒng)內無功補償裝置的協(xié)調控制

27、1.本發(fā)明能夠對lcc-hvdc系統(tǒng)的有功設備和無功設備進行協(xié)調控制，實現(xiàn)多目標控制，提高系統(tǒng)輸電能力，維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

28、2.本發(fā)明方法通過對有功功率和交流電壓目標下無功補償量的精確計算，合理利用系統(tǒng)中的無功補償裝置，實現(xiàn)同時控制有功功率和交流電壓的目的。

技術特征：

1.一種基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟一包括：采集lcc-hvdc系統(tǒng)公共耦合點的三相交流電壓upcc、有功功率ppcc和無功功率qpcc、直流電壓udc和直流電流idc、換流閥的觸發(fā)角α、換相角μ。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟二為：確認協(xié)調控制的有功功率指控制參考值pref和交流電壓控制參考值uref。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟三中，通過下式計算無功功率調整量：

5.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟三中，電容器和交流濾波器的無功功率通過下式計算：

6.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：將獲取到的有功功率參考值作為控制參考值，根據(jù)步驟三計算的無功補償量采用近區(qū)交流系統(tǒng)內的無功補償裝置進行補償。

7.根據(jù)權利要求1或6所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，利用電容器及交流濾波器進行無功補償時，所需要的電容器及交流濾波器組數(shù)為：

8.根據(jù)權利要求1所述的基于lcc-hvdc及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，其特征在于，所述步驟五包括：將有功功率參考值下發(fā)給換流閥的定有功功率控制器，將無功補償裝置動作指令下發(fā)給無功補償裝置。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于LCC?HVDC及其近區(qū)無功補償裝置的多目標控制方法，包括：采集電氣量；獲取有功控制指令及交流電壓控制指令；交流電壓控制任務分配；有功參考值確定，無功補償裝置動作指令確定；控制指令下發(fā)。本發(fā)明能夠對LCC?HVDC系統(tǒng)的有功設備和無功設備進行協(xié)調控制，實現(xiàn)多目標控制，提高系統(tǒng)輸電能力，維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。本發(fā)明方法通過對有功功率和交流電壓目標下無功補償量的精確計算，合理利用系統(tǒng)中的無功補償裝置，實現(xiàn)同時控制有功功率和交流電壓的目的，提高系統(tǒng)輸電能力，維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

技術研發(fā)人員：李周,李俊瑩
受保護的技術使用者：東南大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9