專利名稱：在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法。
背景技術(shù)：
在高壓直流輸電系統(tǒng)領(lǐng)域，為了進(jìn)行無功補償和濾除換流變壓器產(chǎn)生的諧波，需要裝設(shè)交流濾波器設(shè)備。
高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng)中換流器在正常運行時會產(chǎn)生大量的特征諧波和非特征諧波，從而導(dǎo)致交流側(cè)電壓和電流畸變。諧波使電能生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低；使電氣設(shè)備過熱，產(chǎn)生振動和噪聲，并使其絕緣老化，使用壽命降低，甚至發(fā)生故障或燒毀；諧波會引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電器保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。諧波也會對通信設(shè)備和電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。減少換流器諧波影響的方法有增加脈波數(shù)和采用濾波器限制諧波，但脈沖數(shù)增加到12脈波以上，投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于運行和維護，所以現(xiàn)在普遍采用濾波器限制諧波，同時濾波器中電容也能補償無功，改變系統(tǒng)的性能。高壓直流輸電系統(tǒng)交流濾波器的投切數(shù)量按照系統(tǒng)無功交換量和諧波性能等研究結(jié)果決定。投切按照一定的優(yōu)先級進(jìn)行，某項子功能發(fā)出的投切指令僅在完成投切操作后不與更高優(yōu)先級的限制條件沖突時才有效。在設(shè)定的無功參考值附近，投上一組濾波器后造成電壓升高，使得無功過投或者電壓過高要求切除一組濾波器；切除一組濾波器后造成電壓降低，使得無功不足或者電壓過低要求投入一組濾波器。交流濾波器設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)交換的無功差額和母線電壓值來進(jìn)行數(shù)量的投切，如果不進(jìn)行一些特殊處理，在無功設(shè)定參考值附近情況下會出現(xiàn)在某個功率點反復(fù)投切濾波器的現(xiàn)象，這樣特別是對于一些弱網(wǎng)系統(tǒng)，容易造成系統(tǒng)振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明的目的在于綜合考慮各種因素，提出一種在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，避免交流濾波器的反復(fù)投切。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，該方法由投邏輯和切邏輯兩部分構(gòu)成(1)交流濾波器的投邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓低請求投標(biāo)志；②電壓低于設(shè)定值1允許投標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④無功控制邏輯處于自動控制模式；(2)交流濾波器的切邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓高請求切標(biāo)志；②電壓高于設(shè)定值2允許切標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④濾波器投入后，對下一次的切命令用功率改變量來閉鎖新切命令的產(chǎn)生；⑤無功控制邏輯處于自動控制模式。
投切命令執(zhí)行過程中，用投切命令產(chǎn)生的脈沖來閉鎖新的投切命令的產(chǎn)生實現(xiàn)命令閉鎖。
對濾波器進(jìn)行投操作后，下一步要對濾波器進(jìn)行切操作時，要求直流功率改變ΔP MW，即用功率改變量來閉鎖反復(fù)投切。
對一定時間內(nèi)的投切次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)超過時自動切換到手動控制模式。
對于MKV電壓系統(tǒng)，電壓允許變化范圍為(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一組濾波器可以改變mKV的電壓量，m＜Δ1，則設(shè)定電壓定值1＝(M+Δ2-m)KV，電壓定值2＝(M+Δ1+m)KV。
本發(fā)明是針對高壓直流輸電系統(tǒng)中交流濾波器反復(fù)投切的情況采取的特殊實現(xiàn)措施，按照本方法實施可以防止高壓直流輸電無功控制中的交流濾波器頻繁投切。本方法利用現(xiàn)有的高壓直流輸電系統(tǒng)二次控制保護可視化編程功能模塊來實現(xiàn)，不需要增加新的設(shè)備要求和資金要求。本發(fā)明方便用戶操作及維護。


圖1為高壓直流輸電系統(tǒng)簡圖；圖2為交流濾波器投邏輯的生成示意圖；圖3為交流濾波器切邏輯的生成示意圖；圖4為投切順序記憶邏輯示意圖；圖5為定時間內(nèi)投切次數(shù)超過定值自動切換到手動控制模式的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明邏輯作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明邏輯針對濾波器可能出現(xiàn)反復(fù)投切的現(xiàn)象，主要采取以下的措施來防止這種現(xiàn)象的發(fā)生a、命令閉鎖，也就是投切命令執(zhí)行工程中，用投切命令產(chǎn)生的脈沖來閉鎖新的投切命令的產(chǎn)生。b、對濾波器進(jìn)行投操作后，下一步要對濾波器進(jìn)行切操作時，要求直流功率改變ΔP MW，即用功率改變量來閉鎖反復(fù)投切。例如設(shè)定ΔP＝50 MW。c、對一定時間內(nèi)的投切次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)超過時自動切換到手動控制模式，防止自動反復(fù)投切。d、用電壓條件進(jìn)行限制，當(dāng)電壓低于定值1時才允許投，電壓高于定值2時才允許切。例如對于220KV電壓系統(tǒng)，電壓允許變化范圍為225KV～235KV，投切一組濾波器可以改變3KV的電壓量，則設(shè)定電壓定值1＝232KV，電壓定值2＝228KV。
參閱圖1高壓直流輸電系統(tǒng)簡圖。高壓直流輸電無功控制就是通過控制圖中虛線所示交流濾波器的斷路器的投切來滿足系統(tǒng)無功交換要求。本發(fā)明邏輯就是防止圖中虛線所示的斷路器頻繁投切。
參閱圖2交流濾波器投邏輯的生成示意圖。該邏輯由四個條件組成，首先按照無功交換的要求，交直流系統(tǒng)間的無功不能超過一定的差額，超過一定差額后才能產(chǎn)生投的請求，投濾波器的請求命令產(chǎn)生后，系統(tǒng)根據(jù)母線電壓的大小來判斷投一組濾波器后電壓是否會上升到要求的范圍之外，如果有這種可能，則閉鎖投這組濾波器。同時觀察系統(tǒng)中是否有其它的濾波器投切命令正在執(zhí)行，如果有命令在執(zhí)行過程中，同樣閉鎖濾波器的投命令，防止在某個點同時投兩組或同時投切濾波器，這樣容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。同時還要求無功控制處于自動控制模式，如果處于手動控制模式，則系統(tǒng)只是給出要投濾波器的指示，不會生成投濾波器的命令。
參閱圖3交流濾波器切邏輯的生成示意圖。該邏輯由五個條件組成，首先按照無功交換的要求，交直流系統(tǒng)間的無功不能低于一定的差額，低于一定差額后才能產(chǎn)生切的請求，切濾波器的請求命令產(chǎn)生后，系統(tǒng)根據(jù)母線電壓的大小來判斷切一組濾波器后電壓是否會下降到要求的范圍之外，對于MKV電壓系統(tǒng)，電壓允許變化范圍為(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一組濾波器可以改變mKV的電壓量，m＜Δ1，則設(shè)定電壓定值1＝(M+Δ2-m)KV，電壓定值2＝(M+Δ1+m)KV。如果有這種可能，則閉鎖切這組濾波器。同時觀察系統(tǒng)中是否有其它的濾波器投切命令正在執(zhí)行，如果有命令在執(zhí)行過程中，同樣閉鎖濾波器的切命令，防止在某個點同時切兩組或同時投切濾波器，這樣容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。投操作后，下一次切操作要求功率改變量超過ΔP，這樣可以防止在某個功率點頻繁投切；切操作后，下一次投操作不考慮功率閉鎖是考慮到濾波器由于保護動作跳掉后要求能夠自動投上備用濾波器，以滿足系統(tǒng)無功交換要求。同時還要求無功控制處于自動控制模式，如果處于手動控制模式，則系統(tǒng)只是給出要切濾波器的指示，不會生成切濾波器的命令。
參閱圖4投切順序記憶邏輯示意圖。投操作后，下一次切操作要求功率改變量超過ΔP；切操作后，下一次投操作不考慮功率閉鎖的要求，這就要求我們要記憶上一次濾波器是投還是切，根據(jù)這種要求，我們采用觸發(fā)記憶器來區(qū)分投切順序。將濾波器的閉合輔助觸點和斷開輔助觸點引到觸發(fā)器的輸入端，如果濾波器狀態(tài)為高電位，則上次是濾波器投命令，反之，如果濾波器狀態(tài)反是高電位，則上次是濾波器切命令。
參閱圖5為定時間內(nèi)投切次數(shù)超過定值自動切換到手動控制模式的示意圖。根據(jù)觸發(fā)記憶器的輸出產(chǎn)生計數(shù)脈沖，投濾波器計數(shù)一次，切濾波器計數(shù)一次，連續(xù)投或切僅計數(shù)一次，如果定時間內(nèi)的計數(shù)次數(shù)大于一定值，則系統(tǒng)自動將無功控制模式切換到手動狀態(tài)，以避免濾波器反復(fù)投切引起系統(tǒng)振蕩。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，其特征在于，該方法由投邏輯和切邏輯兩部分構(gòu)成(1)交流濾波器的投邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓低請求投標(biāo)志；②電壓低于設(shè)定值1允許投標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④無功控制邏輯處于自動控制模式；(2)交流濾波器的切邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓高請求切標(biāo)志；②電壓高于設(shè)定值2允許切標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④濾波器投入后，對下一次的切命令用功率改變量來閉鎖新切命令的產(chǎn)生；⑤無功控制邏輯處于自動控制模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，其特征在于，投切命令執(zhí)行過程中，用投切命令產(chǎn)生的脈沖來閉鎖新的投切命令的產(chǎn)生實現(xiàn)命令閉鎖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，其特征在于，對濾波器進(jìn)行投操作后，下一步要對濾波器進(jìn)行切操作時，要求直流功率改變ΔP MW，即用功率改變量來閉鎖反復(fù)投切。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，其特征在于，對一定時間內(nèi)的投切次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)超過時自動切換到手動控制模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，其特征在于，對于MKV電壓系統(tǒng)，電壓允許變化范圍為(M+Δ1)KV～(M+Δ2)KV，Δ1＜Δ2，投切一組濾波器可以改變mKV的電壓量，m＜Δ1，則設(shè)定電壓定值1＝(M+Δ2-m)KV，電壓定值2＝(M+Δ1+m)KV。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在直流輸電無功控制中防止交流濾波器頻繁投切的方法，該方法由投邏輯和切邏輯兩部分構(gòu)成(1)交流濾波器的投邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓低請求投標(biāo)志；②電壓低于設(shè)定值1允許投標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④無功控制邏輯處于自動控制模式；(2)交流濾波器的切邏輯由與門組成，輸入條件為①無功差額或者母線電壓高請求切標(biāo)志；②電壓高于設(shè)定值2允許切標(biāo)志；③投切命令閉鎖標(biāo)志，由命令狀態(tài)取反后去閉鎖新投切命令的生成；④濾波器投入后，對下一次的切命令用功率改變量來閉鎖新切命令的產(chǎn)生；⑤無功控制邏輯處于自動控制模式。
文檔編號G05F1/70GK1881726SQ20051001769
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者孫東雷, 郭宏光, 郝俊芳, 黃浩然 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司