同步调相机与直流换流站无功协调控制策略

"本文主要探讨了含同步调相机的直流换流站稳态无功协调控制策略，旨在解决特高压弱受端电网电压稳定性下降的问题。该策略利用滤波电容欠补偿和同步调相机迟相运行，通过同步调相机自动电压控制（AVC）子站实现交直流系统的无功交换量控制，减少滤波电容使用，增加同步调相机的无功输出，从而降低交流电压波动导致的无功补偿不足。基于实际电网规划数据的仿真分析证明，此策略能有效防止电压失稳，增强直流功率的接纳能力。" 特高压直流输电技术的发展带来了大量的电力输送，但同时也对弱受端电网的电压稳定造成挑战。弱受端电网由于特高压交流工程滞后，呈现出“强直弱交”现象，即直流输电能力强而交流支撑能力弱，尤其是在低负荷、大直流功率注入的情况下，电网电压稳定面临风险。 针对这一问题，文章提出的控制策略是结合滤波电容和同步调相机的稳态无功协调。同步调相机自动电压控制子站在此策略中起到核心作用，它与直流控制系统进行信息交互，以控制交直流系统的无功交换为目标。通过调整同步调相机的运行状态，使其在迟相模式下运行，同时减少滤波电容的投入，使得同步调相机能够提供更多的无功功率，从而补偿因交流电压下降造成的无功补偿不足。 滤波电容在直流换流站中通常用于提供无功支持，但在该策略中，它们被设计为欠补偿状态，以减少其使用数量，这样不仅节省了设备投资，还减轻了滤波电容在电压波动时的负担。同步调相机的无功输出增加，提高了电网的动态无功支撑能力，有助于提升系统电压的稳定性。 在实际应用中，该策略的成效通过雅中—江西特高压直流工程在PSASP仿真平台上的潮流计算和暂态稳定性分析得到验证。不同运行工况的仿真结果表明，这种协调控制策略能够显著降低弱受端电网电压失稳的风险，增强直流功率的消纳能力，对确保电网安全稳定运行和直流功率全额消纳具有重要意义。 此外，文章还提到，为应对电网电压稳定问题，已有研究和工程实践涉及到预防控制和紧急控制措施，如使用大容量同步调相机或静止同步补偿器等，以提高电网动态无功支撑能力。然而，本文提出的策略更注重于通过优化现有设备的控制策略来提高系统性能，是一种预防性的解决方案。 该稳态无功协调控制策略为解决特高压直流输电对弱受端电网电压稳定的影响提供了新的思路，具有较高的实用价值和理论意义。通过合理配置和控制同步调相机与滤波电容，能够在不增加过多硬件成本的前提下，有效提升电网的电压稳定性和直流功率接纳能力。