换流器无功功率分配方法、装置、电子设备和换流系统与流程

本技术涉及智能电网，尤其涉及一种换流器无功功率分配方法、装置、电子设备和换流系统。

背景技术：

1、特高压直流换流器作为特高压直流工程中的核心装备，决定了电力传输效率以及可靠性。随着新能源渗透率大幅提升，电力电子装备得到广泛应用，使得新型电力系统呈现出高比例新能源与高比例电力电子化的特性。传统电力系统中同步发电机可以提供足够的惯量和阻尼，从而维持电力系统的稳定可靠运行，而具有上述双高特性的电力系统中同步发电机比例较低，由此带来了低惯量和欠阻尼问题，电力系统电压与频率的稳定性问题日益凸显。为此，如何对换流器的无功功率进行控制，以提高换流器的稳定性，就成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供了一种换流器无功功率分配方法、装置、电子设备和换流系统，以实现提升电网稳定性的目的。具体方案如下：

2、本技术第一方面提供一种换流器无功功率分配方法，应用在包括主体阀和支撑阀的换流器上，所述主体阀由多个桥臂构成，每个所述桥臂由至少一个igct器件串联而成；所述支撑阀由多个全桥子模块构成，每个全桥子模块为igct器件构成的全桥结构电路；包括：

3、在母线电压跌落的情况下，根据公共耦合点的电压变化情况、电网电压的有效值以及负载无功功率的变化情况，确定出引起母线电压跌落的故障的故障类型；

4、根据所述故障类型对应的无功功率补偿策略，确定出无功功率补偿值；

5、根据所述无功功率补偿值以及目标无功容量，确定出所述支撑阀以及所述主体阀所需提供的无功功率，所述目标无功容量为所述支撑阀提供的最大无功容量。

6、在一种可能的实现中，在所述母线电压未跌落的情况下，还包括：

7、在未接收到网侧调度指令的情况下，则控制所述支撑阀保持单位功率因数运行；

8、在接收到所述网侧调度指令的情况下，则分别将所述支撑阀的功率参考值以及所述主体阀的功率参考值设置为相应的调度给定值。

9、在一种可能的实现中，所述根据公共耦合点的电压变化情况、电网电压的有效值以及负载无功功率的变化情况，确定出引起母线电压跌落的故障的故障类型，包括：

10、若所述公共耦合点的电压跌落速率不小于速率阈值，且电网电压的有效值低于电压限值，则确定所述故障的故障类型为三相对称跌落故障；

11、若所述公共耦合点的电压跌落速率不小于速率阈值，且电网电压的有效值不低于电压限值，且所述负载无功功率的变化率不小于变化阈值，则确定所述故障的故障类型为感性负载接入故障。

12、在一种可能的实现中，在所述母线电压跌落的情况下，还包括：

13、若所述公共耦合点的电压跌落速率小于所述速率阈值，且所述电网电压的有效值不低于所述电压限值；或者，

14、若所述公共耦合点的电压跌落速率小于所述速率阈值，且所述负载无功功率变化为0，则控制所述支撑阀保持单位功率因数运行。

15、在一种可能的实现中，在所述故障的故障类型为三相对称跌落故障的情况下，所述根据故障类型对应的无功功率补偿策略，确定出无功功率补偿值，包括：

16、根据跌落后的电网电压、功角、所述公共耦合点的电压恢复值、电网阻抗和电网感抗，确定出所述无功功率补偿值。

17、在一种可能的实现中，在所述故障的故障类型为感性负载接入故障的情况下，所述根据故障类型对应的无功功率补偿策略，确定出无功功率补偿值，包括：

18、根据所述感性负载接入故障的发生时刻的功率守恒关系以及所述发生时刻注入电网的无功功率实际值，确定出接入负载后的无功功率变化值；

19、根据所述无功功率变化值和电网总无功补偿值，确定出所述无功功率补偿值，所述电网总无功补偿值为根据跌落后的电网电压、功角、所述公共耦合点的电压恢复值、电网阻抗和电网感抗，确定出的总补偿值。

20、在一种可能的实现中，所述根据所述无功功率补偿值以及目标无功容量，确定出所述支撑阀以及所述主体阀所需提供的无功功率，包括：

21、若所述无功功率补偿值大于所述目标无功容量，且所述主体阀未达到最大视在功率，确定出所述主体阀在负触发角模式下所需提供的第一无功功率，以及所述支撑阀所需提供的第二无功功率，所述第二无功功率为所述无功功率补偿值和所述第一无功功率的差值；

22、若所述无功功率补偿值大于所述目标无功容量，且所述主体阀达到所述最大视在功率，所述支撑阀提供所述目标无功容量，并根据所述无功功率补偿值和所述目标无功容量的差值确定出所述主体阀所需提供的第三无功功率。

23、在一种可能的实现中，所述根据所述无功功率补偿值以及目标无功容量，确定出所述支撑阀以及所述主体阀所需提供的无功功率，还包括：

24、在所述故障的故障类型为三相对称跌落故障的情况下，若所述无功功率补偿值小于所述目标无功容量，则根据所述无功功率补偿值以及所述主体阀所需无功功率，确定出所述支撑阀所需的无功功率；

25、在所述故障的故障类型为感性负载接入故障的情况下，若所述无功功率补偿值小于所述目标无功容量，则将所述无功功率补偿值确定为所述支撑阀所需提供的无功功率。

26、本技术第二方面提供一种换流器无功功率分配装置，包括：

27、故障类型确定模块，用于在母线电压跌落的情况下，根据公共耦合点的电压变化情况、电网电压的有效值以及负载无功功率的变化情况，确定出引起母线电压跌落的故障的故障类型；

28、补偿值确定模块，用于根据所述故障类型对应的无功功率补偿策略，确定出无功功率补偿值；以及，

29、补偿值分配模块，用于根据所述无功功率补偿值以及目标无功容量，确定出所述支撑阀以及所述主体阀所需提供的无功功率，所述目标无功容量为所述支撑阀提供的最大无功容量。

30、本技术第三方面提供一种计算机程序产品，包括计算机可读指令，当所述计算机可读指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备实现上述第一方面或第一方面任一实现方式的换流器无功功率分配方法。

31、本技术第四方面提供一种电子设备，包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

32、所述存储器用于存储计算机程序；

33、所述处理器用于执行所述计算机程序，以使所述电子设备能够实现上述第一方面或第一方面任一实现方式的换流器无功功率分配方法。

34、本技术第五方面提供一种计算机存储介质，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，当所述一个或多个计算机程序被电子设备执行时，能够使所述电子设备实现上述第一方面或第一方面任一实现方式的换流器无功功率分配方法。

35、本技术第六方面提供一种换流系统，包括：换流器以及功率分配装置；

36、所述功率分配装置分别与所述换流器的主体阀以及支撑阀连接，所述功率分配装置用于执行如第一方面或第一方面任一实现方式的换流器无功功率分配方法的各个步骤。

37、借由上述技术方案，本技术提供的换流器无功功率分配方法，通过根据公共耦合点的电压变化情况、电网电压的有效值以及负载无功功率的变化情况，确定出引起母线电压跌落的故障的故障类型。根据该故障类型对应的无功功率补偿策略，确定出无功功率补偿值。根据该无功功率补偿值以及支撑阀所能够提供的最大无功容量，确定出支撑阀以及主体阀所需提供的无功功率。实现了在公共耦合点发生电压跌落时，能够快速确定其跌落的原因，并根据所需无功补偿的大小对支撑阀和主体阀的提供的无功功率进行分配，以最大限度的满足电网的无功需求，提升电网电压的稳定性，实现在保证装置容量上限的前提下实现对交流系统的尽限支撑。