一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法及結構技術

本發明專利技術涉及一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其方法是：在換流站的交、直流連接處的交流母線上配置三相電壓互感器，把所述三相電壓互感器的二次側三相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據，通過控制電纜將所述電壓引接至直流控制保護系統的無功控制單元、形成無功控制單元的三相交流電壓采樣信號，然后由無功控制單元將所采集的三相交流電壓采樣信號做邏輯運算，作為無功控制邏輯判據，再由無功控制單元輸出并執行無功控制邏輯以控制無功設備的投切，實現無功控制系統依據交流系統三相電壓進行補償無功電力，確保整個直流輸電系統的穩定運行。本發明專利技術可有效解決現有換流站工程中無功控制電壓測點配置繁雜、成本高、可靠性及安全性差的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法及結構。適用于換流站無功控制。屬于高壓直流輸電系統工程

技術介紹
在“西電東送，南北互供，全國聯網”能源發展戰略實施過程中，高壓直流輸電技術體現了其優越性并被廣泛采用。在高壓直流輸電系統中，直流換流器要消耗大量的無功電力，使得所連接的交流系統無法靠自身來供給無功電力并將電壓維持在正常范圍。大多數直流換流器都是通過裝設無功補償設備來滿足無功需求，與此同時，無功補償設備還必須消耗多余無功以防止持續的高電壓損壞換流站設備。因此，精確的無功控制對于整個直流輸電系統的穩定運行來說至關重要。換流站控制保護系統中，無功控制系統功能是直流輸電系統中保證功率正常輸送、電壓穩定的重要手段，控制輸入是無功功率和交流母線電壓，控制目的是糾正實際電壓和設定值的暫時偏差。而無功控制作為直流系統和交流系統連接處的交流電壓的控制手段，其控制判據也是交直流系統連接處的交流電壓值，其穩定程度也直接衡量無功控制對整個直流輸電系統的影響效果。現有技術中，現階段直流輸電工程通常采用交直合建方案，且交直流系統連接處交流母線配置單相電壓互感器(例如：A相)，而無功控制系統用電壓為交直流系統連接處單相交流母線電壓值，存在如下問題：(1)在單相電壓波動或系統受到輕微擾動的暫態過程中可能導致無功控制系統誤動或拒動，進而造成交流過壓、換相失敗以及破壞整個直流輸電系統的穩定運行。(2)單相電壓越限報警，無功控制禁止投入濾波器/電容器，無法實現無功控制功能，進而影響整個直流輸電系統的穩定運行。(2)對三相交流母線，需要配置三個單相電壓互感器，電壓測點配置結構復雜、成本高、可靠性及安全性差。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是，為了解決現有單相電壓波動或系統受到輕微擾動的暫態過程中可能導致無功控制系統誤動或拒動，進而造成交流過壓、換相失敗以及破壞整個直流輸電系統的穩定運行及無功控制電壓測點配置結構復雜、成本高、可靠性及安全性差的問題，提供一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法。本專利技術的目的之二是，提供一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置結構。本專利技術的目的之一可以通過以下技術方案實現：一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其特征在于：在換流站的交、直流連接處的交流母線上配置三相電壓互感器，把所述三相電壓互感器的三相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據的采樣電壓，通過控制電纜將所述采樣電壓引接至直流控制保護系統的無功控制單元、形成無功控制單元的三相交流電壓采樣信號，然后由無功控制單元將所采集的三相交流電壓采樣信號做邏輯運算，形成無功控制邏輯判據，再由無功控制單元輸出并執行無功控制邏輯以控制無功設備的投切，形成三相交流母線電壓的交流判據采樣電路結構，實現無功控制系統以三相電壓為判據進行無功電力補償與切除，確保整個直流輸電系統的穩定運行。本專利技術的目的之一還可以通過以下技術方案實現：進一步地，所述控制無功設備的投切，是指：當電壓超過最大限幅的設定時間時，無功控制按次序切除濾波器組以防止電壓的繼續升高；當電壓低于最低限幅的設定時間，無功控制將按順序投入濾波器組防止電壓的繼續降低；當有一組濾波器的投入將引起電壓超過最高允許值，最高電壓Umax限制功能禁止投入濾波器組的操作；當有一組濾波器的切除將引起電壓超過最低允許值，最低電壓Umin功能禁止切除濾波器組的操作。進一步地，所述最高電壓Umax限制功能，是通過切除濾波器組，最高電壓Umax功能維持穩態交流電壓在過壓保護動作的水平以下，避免保護的頻繁動作；最低電壓Umin限制功能，是在交流母線穩態電壓過低時，最低電壓Umin功能將命令投入濾波器組，以支持交流電壓的恢復。本專利技術的目的之二可以通過以下技術方案實現：一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置結構，包括換流站的交流母線和直流控制保護系統的無功控制單元,其結構特點在于：在換流站的交、直流連接處交流母線處設置三相電壓互感器，所述的三相電壓互感器的電壓輸入端與交流母線連接、電壓輸出端連接控制電纜的輸入端，控制電纜的輸出端連接直流控制保護系統的無功控制單元的電壓采樣輸入端，形成無功控制單元的三相交流電壓采樣回路；三相電壓互感器的三相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據，形成三相交流母線電壓采樣的電路結構。本專利技術的目的之二可以通過以下技術方案實現：進一步地，三相電壓互感器在換流站的交、直流連接處的連接方式為抗諧振式三相線路連接。進一步地，三相電壓互感器在換流站的交、直流連接處交流母線的連接方式為并聯連接。進一步地，無功控制單元的采樣電壓線路通過PT接口屏連接于PT端子箱接入端，再由PT端子箱接出端連接于PT接線盒，在PT接線盒的二次繞組線路接出至交流母線。本專利技術具有如下突出的有益效果：1、本專利技術在換流站的交、直流連接處的交流母線上配置三相電壓互感器，把所述三相電壓互感器的三相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據的采樣電壓，通過控制電纜將所述采樣電壓引接至直流控制保護系統的無功控制單元，然后由無功控制單元將所采集的三相交流電壓采樣信號做邏輯運算，形成無功控制邏輯，再由無功控制單元輸出并執行無功控制邏輯以控制無功設備的投切，形成單一電壓互感器采樣三相交流母線電壓的交流判據采樣電路結構，實現無功控制系統依據三相電壓進行控制補償直流輸電系統的無功電力，確保整個直流輸電系統的穩定運行；因此，能夠解決現有換流站工程中無功控制電壓測點配置繁雜、成本高、可靠性及安全性差的問題，具有減少投資成本，優化二次回路接線、提高直流輸電系統運行的穩定性，保證送電質量的效果，以及可減少換流站控制保護系統中電壓回路及相應軟硬件配置數量，簡化了控制保護系統的軟硬件配置，方便運行維護，并可提高了電壓無功控制系統計算精度，簡化了電壓判據的計算邏輯。2、本專利技術通過與利用換流站交流交流母線上設置單相電壓互感器，無功控制單元通過采集單相母線電壓作為電壓無功控制系統功能的電壓判據相比，交流母線上設有三相電壓互感器，電壓無功控制系統通過控制電纜與三相電壓互感器二次側繞組相接，電壓無功控制系統通過采集交流母線的三相電壓作為無功控制判據。可提高無功控制功能響應的準確性和可靠性。附圖說明圖1為本專利技術的三相電壓互感器在交流母線上的連接原理圖。圖2為三相電壓互感器的連接示意圖。圖3為三相電壓互感器在交流母線上的連接結構示意圖。圖4為三相電壓互感器連接在交流母線上的電氣原理圖。...

【技術保護點】
一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其特征在于：在換流站的交、直流連接處的交流母線上配置三相電壓互感器，把所述三相電壓互感器的二次側三相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據，通過控制電纜將所述電壓引接至直流控制保護系統的無功控制單元、形成無功控制單元的三相交流電壓采樣信號，然后由無功控制單元將所采集的三相交流電壓采樣信號做邏輯運算，作為無功控制邏輯判據，再由無功控制單元輸出并執行無功控制邏輯以控制無功設備的投切，實現無功控制系統依據交流系統三相電壓進行補償無功電力，確保整個直流輸電系統的穩定運行。

【技術特征摘要】
1.一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其特征在于：在換流站的
交、直流連接處的交流母線上配置三相電壓互感器，把所述三相電壓互感器的二次側三
相輸出電壓作為無功控制系統交流電壓判據，通過控制電纜將所述電壓引接至直流控制
保護系統的無功控制單元、形成無功控制單元的三相交流電壓采樣信號，然后由無功控
制單元將所采集的三相交流電壓采樣信號做邏輯運算，作為無功控制邏輯判據，再由無
功控制單元輸出并執行無功控制邏輯以控制無功設備的投切，實現無功控制系統依據交
流系統三相電壓進行補償無功電力，確保整個直流輸電系統的穩定運行。
2.根據權利要求1所述的一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其
特征在于：所述控制無功設備的投切，是指：當電壓超過最大限幅的設定時間時，無功
控制按次序切除濾波器組以防止電壓的繼續升高；當電壓低于最低限幅的設定時間，無
功控制將按順序投入濾波器組防止電壓的繼續降低；當有一組濾波器的投入將引起電壓
超過最高允許值，最高電壓Umax限制功能禁止投入濾波器組的操作；當有一組濾波器的
切除將引起電壓超過最低允許值，最低電壓Umin功能禁止切除濾波器組的操作。
3.根據權利要求2所述的一種換流站無功控制用交流電壓測點優化配置方法，其
特征在于：所述最高電壓Umax限制功能，是通過切除濾波器組，最高電壓Umax功能維持
穩態交流電壓在過壓保護動作的水平以下，避免保護的頻繁動作；最低電壓Umin限制功
能...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蒲洲，賈紅舟，倫振堅，施世鴻，岳增坤，
申請(專利權)人：中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44