高壓直流定無功功率交流故障恢復(fù)方法

黃夢華, 汪娟娟, 李瑤佳, 王子民, 李子林, 傅 闖

(1. 華南理工大學(xué)電力學(xué)院, 廣東省廣州市 510641; 2. 廣州供電局有限公司, 廣東省廣州市 510620;3. 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 廣東省廣州市 510080)

0 引言

高壓直流已被廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)距離大功率輸電和非同步電網(wǎng)互聯(lián)場合,中國已投運(yùn)和在建的直流輸電線路超過30條,中國電網(wǎng)已經(jīng)成為世界上最復(fù)雜的交直流混合運(yùn)行電網(wǎng)。直流系統(tǒng)兩端換流器在運(yùn)行中要消耗大量無功功率,一般情況下,整流器和逆變器消耗的無功功率分別約為輸送有功功率的30%～50%和40%～60%[1-3]。

基于電壓源換流器的高壓直流(voltage sourced converter high voltage direct current,VSC-HVDC)[4-6]技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢,近些年也已有較多工程應(yīng)用,但與傳統(tǒng)直流相比,VSC-HVDC在電壓等級、功率輸送能力、建設(shè)成本、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、可靠性、換流站損耗、故障隔離能力等方面仍有顯著差距。因此,在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),基于電網(wǎng)換相換流器的高壓直流(LCC-HVDC)技術(shù)在遠(yuǎn)距離、大容量輸電中的地位仍然無法替代。

當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),直流電壓及交流母線電壓會(huì)迅速降低,若直流系統(tǒng)仍工作在額定功率或者額定電流下,則會(huì)增大換流站對交流系統(tǒng)的無功功率需求,引起換相電壓持續(xù)波動(dòng),甚至導(dǎo)致?lián)Q相失敗。現(xiàn)有的直流控制系統(tǒng)引入低壓限流(voltage dependent current order limitation,VDCOL)功能對低電壓狀態(tài)下的直流電流指令加以限制,減小換流站對交流系統(tǒng)的無功功率需求,改善故障后系統(tǒng)的恢復(fù)特性[1-3,7-10]。但由于逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障導(dǎo)致的換相失敗發(fā)生概率極高,在交流故障期間及恢復(fù)過程中,直流與送受端交流系統(tǒng)交換的無功功率存在暫態(tài)變化過程,表現(xiàn)為對系統(tǒng)不利的“大容量無功功率沖擊負(fù)荷”外部特性。……