关键词：特高压直流输电工程；无功控制；分析
引言
现如今，在交流侧接入调相机时，可以很好地改善受端交流侧电网对直流换流站的动态无功响应特性，提高了特高压交直流混合输电网络的电压支撑能力。同步调相机可以很好地减少交流侧电网发生故障时直流换相失败的次数，避免直流换流站连续换相失败，减少交流电网故障时导致直流换相失败动作保护闭锁直流的可能性。同步调相机可快速弥补交流侧发生短路故障时造成的直流换流站大量的无功缺额，改善系统故障后电网电压水平。
1特高压直流输电无功调节情况
直流输电大规模输送有功功率，但其本身不向系统提供无功，换流站还需从系统中大量吸收无功，特别是动态无功的补偿需求越来越大。
1.1直流馈入降低了系统动态无功储备
正常工况下，特高压直流换流站与系统没有无功交换。在直流输送额定功率8000MW运行时，受端500kV降压变压器消耗约1200Mvar系统无功。若受端电网按12台660MW机组替代直流馈入考虑，在提供相同有功的同时，发电机还可提供约1900Mvar无功，前后相比无功储备差3100Mvar；在系统动态过程中，发电机还可提供大量动态无功支撑。相对于常规发电机组，直流大规模馈入大大降低了系统动态无功储备。
1.2直流馈入影响系统电压调节特性
特高压直流馈入的受端电网，在交流系统电压降低时，常规发电机组将增加无功出力，而直流逆变站从系统吸收无功。按交流母线电压降低1%计算，直流逆变站将从系统吸收50Mvar无功，而相同规模的常规电源可向系统提供300Mvar无功。常规电源和直流逆变站在系统电压降低时无功电压调节特性相反，直流馈入恶化了系统电压调节特性。
1.3直流换相失败吸收大量系统无功
高压直流输电系统对电压稳定性与动态无功支撑能力要求更高。目前，动态无功补偿装置主要包括发电机、调相机、并联无功补偿设备、静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）。当系统运行受到较大扰动而导致换流站等枢纽站母线电压大幅波动时，电容器、静止无功补偿器等装置因受其工作原理的限制，不能及时提供足够的动态无功补偿，在特殊运行方式下可能会发生电压失稳问题，危及系统稳定。而调相机则可利用其强励特性，具有容量更大、可靠性更高、动态维持电压能力强的特点，在电网扰动的情况下，能够通过强励及时提供大容量动态无功。
2 特高压直流离散调压设备动作影响因素分析
高压直流输电系统整流站通常采用定功率控制，整流站通过触发角控制直流电流为指令值，整流侧分接开关控制触发角在正常运行范围内（12.5°～17.5°）。当触发角超过该范围时，整流侧分接开关将相应动作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆逆变站采用定熄弧角控制时，逆变侧分接开关控制整流侧直流电压在额定值附近，当直流电压偏离额定值较大时，逆变侧分接开关将相应动作；逆变站采用定直流电压控制时，逆变站通过熄弧角控制整流侧直流电压为指令值，逆变侧分接开关控制熄弧角在正常运行范围内（17.5°～21.5°）。当熄弧角超过该范围时，逆变侧分接开关将相应动作。（1）直流功率变化，直流功率变化后逆变侧分接开关动作频次明显少于整流侧的原因。（2）交流系统电压变化，逆变站采用定熄弧角控制时，若逆变侧交流电压升高，整流侧直流电压将瞬时升高，当整流侧直流电压超过正常运行范围，逆变侧分接开关将下调一档。（3）整流侧/逆变侧耦合。当直流输电系统逆变站采用定熄弧角控制时，整流侧和逆变侧存在耦合现象。
3 特高压直流输电工程无功控制分析
3.1绝对最小滤波器控制
绝对最小滤波器控制(AbsMinFilter)用来保证滤波器本身不过载，换流器解锁后必须投入满足绝对最小滤波器定值要求的滤波器分组。如果5s内无新滤波器投入，绝对最小滤波器控制将会闭锁换流器。
3.2无功控制/交流电压控制
无功控制和交流电压控制(Qcon/Ucon控制)。Qcon以无功交换为判据，通过投切滤波器将无功交换容量控制在允许的偏差±ΔQ之内;Ucon以换流母线电压为判据，通过投切滤波器将换流站交流母线电压变化控制在设定的±ΔU范围之内。Qcon/Ucon控制为避免无功小组频繁投切，允许实际无功偏差和交流电压与整定值之间存在一定偏差，即无功交换死区和交流电压死区。
3.3送端和受端换流站协调优化
送端和受端换流站协调优化运行的前提是有一定的电流裕度，即稳态运行条件下，送端换流站定电流控制，受端换流站由于需要保证一定的电流裕度，退出定电流控制，只用来保持直流电压的恒定。受端定电压控制的换流站同时具有调节电流和补偿电流裕度的作用，当送端换流站不能保证定电流控制时，受端换流站切换为定直流电流控制，直流部分仍能维持恒定的功率输送。稳态条件下，送端换流器的分接头控制目标为触发角，定电压控制的受端换流站分接头控制目标为直流电压，定电流控制的受端换流器分接头控制目标为触发角。
结束语
综上所述，得出以下结论：在特高压直流输电工程现有无功控制研究成果的基础上，依托某省特高压直流输电工程，分析特高压换流站无功消耗，容性、感性无功配置方案，以及特高压换流站无功控制功能和策略。1特高压直流输电工程基于特高压和LCC—HVDC输电技术，特高压直流系统运行时需要吸收大量无功功率，同时直流系统向交流电网注入大量谐波。因此特高压换流站内需根据其无功消耗量配置相应数量的交流滤波器、并联电容器和低压电抗器。2)特高压直流无功控制功能包括交流过电压控制、AbsMinFilter控制、Umax/min控制、Qmax控制、MinFilter控制、Qcon/Ucon控制及换流站低压电抗器控制，无功控制按照相应的优先级逻辑，制定对应的无功控制策略，实现各子功能间的配合，达到系统无功控制要求。
参考文献
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论文作者:贾书航,刘强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：电压论文; 系统论文; 特高压论文; 电网论文; 滤波器论文; 逆变论文; 电流论文; 《当代电力文化》2019年 19期论文;