一種頻率限制控制的調試方法與流程

2023-07-22 11:54:06

本發明涉及直流輸電系統調試技術領域，具體涉及一種頻率限制控制的調試方法。

背景技術：

直流輸電系統中，頻率限制控制是指當直流輸電系統兩側的交流電網因受到幹擾影響出現頻率波動時，通過調節直流輸電系統輸送的直流功率，使得受到幹擾影響的頻率恢復穩定。在直流輸電系統建成投運前的現場調試中，頻率限制控制作為直流輸電系統附加穩定控制功能的一個組成部分，也需進行調試，以確保該頻率限制控制能夠滿足使用要求。

目前，頻率限制控制的調試工作主要是通過直流輸電系統的極控系統控制完成的，極控系統模擬注入頻率偏差信號至直流輸電系統中，然後通過檢查頻率限制控制因頻率變化而對直流輸電系統做出的調控動作，是否能夠平抑交流電網的頻率波動，從而確定頻率限制控制能否滿足直流輸電系統的使用要求。

然而，在現有頻率限制控制的調試工作中，交流電網容易出現運行不穩定的情形，特別是存在較小短路比的受端交流電網，很容易在現場調試中運行失穩。而交流電網的運行失穩會給直流輸電系統的現場調試帶來較大安全風險，輕則影響直流輸電系統的項目成本和建設進度，重則導致直流輸電系統調試任務失敗，甚至造成設備及人員損失。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種頻率限制控制的調試方法，用於降低直流輸電系統現場調試的安全風險。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種頻率限制控制的調試方法，包括以下步驟：

步驟1，啟動直流輸電系統的極控系統，極控系統控制直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率；

步驟2，極控系統控制直流輸電系統的頻率限制控制啟動；

步驟3，頻率限制控制啟動後，極控系統將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統中，頻率偏差信號的注入時長為450毫秒-550毫秒；根據頻率偏差信號對直流功率的幹擾影響，頻率限制控制調控直流功率，使直流功率恢復到預設功率；

步驟4，從頻率偏差信號注入直流輸電系統開始，直到直流功率恢復到預設功率且保持穩定為止，極控系統記錄並保存直流功率的波動變化；

步驟5，在直流功率保持穩定之後，直流功率保持恆定狀態時，極控系統控制直流輸電系統關閉頻率限制控制。

與現有技術相比，在本發明提供的頻率限制控制的調試方法中，極控系統將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統的注入時長較短，當通過頻率限制控制對直流輸電系統中直流功率進行有效調控，可以使得直流輸電系統中直流功率因頻率偏差信號幹擾而造成的波動持續時間也相應較短。因此，當採用本申請提供的調試方法對直流輸電系統的頻率限制控制進行調試時，直流輸電系統輸送的直流功率只會在較短的時間內出現波動變化，較難對直流輸電系統中交流電網的穩定運行構成威脅，能夠有效降低直流輸電系統中交流電網運行失穩的風險，使得直流輸電系統的現場調試能夠穩定正常的進行，從而也就降低了直流輸電系統現場調試的安全風險。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法的流程圖一；

圖2為本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法的流程圖二；

圖3為本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法的流程圖三；

圖4為本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法的流程圖四。

具體實施方式

為便於理解，下面結合說明書附圖，對本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法進行詳細描述。

正如背景技術所述，現有技術中存在直流輸電系統現場調試安全風險較大的問題，發明人經研究發現，造成這種技術問題的原因在於：現有頻率限制控制的調試工作中，極控系統模擬注入頻率偏差信號的模擬注入時長至少需要1500ms，這樣就導致直流輸電系統輸送的直流功率在較長時段內需持續進行調整變化，容易對交流電網的穩定運行構成威脅，特別是存在較小短路比的受端交流電網，直流功率的持續波動容易使得受端交流電網運行失穩，從而給直流輸電系統的現場調試帶來較大安全風險。

基於上述研究結果，本發明實施例提供了一種頻率限制控制的調試方法，請參閱圖1，本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法，包括以下步驟：

步驟1，啟動直流輸電系統的極控系統，極控系統控制直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率；

步驟2，極控系統控制直流輸電系統的頻率限制控制啟動；

步驟3，頻率限制控制啟動後，極控系統將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統中，頻率偏差信號的注入時長為450毫秒-550毫秒；根據頻率偏差信號對直流功率的幹擾影響，頻率限制控制對直流功率進行調控，使直流功率恢復到預設功率；

步驟4，從頻率偏差信號注入直流輸電系統開始，直到直流功率恢復到預設功率且保持穩定為止，極控系統記錄並保存直流功率的波動變化；

步驟5，在直流功率保持穩定之後，直流功率保持恆定狀態時，極控系統控制直流輸電系統關閉頻率限制控制。

具體實施時，本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法，需要預先啟動直流輸電系統的極控系統，並通過極控系統將直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率，以備後續頻率限制控制對直流功率進行調控；而該預設功率應由本領域技術人員根據直流輸電系統現場調試的狀況自行確定，通常該預設功率小於等於直流輸電系統的額定輸送功率。

然後，極控系統控制直流輸電系統，將直流輸電系統的頻率限制控制啟動，並在頻率限制啟動後，將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統中，並保證頻率偏差信號的注入時長為450毫秒-550毫秒，而當頻率偏差信號注入直流輸電系統後，直流輸電系統中輸送的直流功率會因該頻率偏差信號的幹擾而產生波動變化；此時根據直流功率的波動變化，直流輸電系統的頻率限制控制會對直流功率進行調控，以使直流功率恢復穩定。

而從頻率偏差信號注入直流輸電系統開始，直到直流功率恢復到預設功率且保持穩定為止，極控系統持續記錄並保存直流功率的波動變化。通過極控系統保存的直流功率的波動變化記錄，本領域技術人員能夠確定直流輸電系統中頻率限制控制在頻率偏差信號幹擾下的執行效果，以便於後續對直流輸電系統進行完善。

最後，當直流功率保持恆定狀態時，極控系統控制直流輸電系統關閉頻率限制控制。直流功率的恆定狀態是指直流功率在一較長的預設時段內保持穩定不變，該預設時段由本領域技術人員根據直流輸電系統現場調試的實際情況自行設定。

通過上述具體實施過程可知，與現有技術中頻率偏差信號的模擬注入時長至少需要1500ms相比，本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法，將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統的注入時長大幅度減小，只需將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統中450毫秒-500毫秒，並通過頻率限制控制對直流輸電系統中直流功率的有效調控，就能使得直流輸電系統中直流功率因頻率偏差信號幹擾而造成的波動持續時間也相應縮短。因此，當採用本申請提供的調試方法對直流輸電系統的頻率限制控制進行調試時，直流輸電系統輸送的直流功率只會在較短的時間內出現波動變化，較難對直流輸電系統中交流電網的穩定運行構成威脅，能夠降低直流輸電系統中交流電網運行失穩的風險，使得直流輸電系統的現場調試能夠穩定正常的進行，從而也就降低了直流輸電系統現場調試的安全風險。

需要補充的是，上述實施例中頻率限制控制的啟動還可以選用激活啟動的方式，具體的，預先在頻率限制控制中設定激活啟動閾值，通常預設交流母線上限頻率值和下限頻率值作為頻率限制控制的啟動閾值。當直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率後，如果直流輸電系統中交流母線的頻率值低於下限頻率值或高於上限頻率值，則頻率限制控制自行激活。

為了避免直流輸電系統的其他附加穩定控制因頻率偏差信號的注入而執行動作，進而影響到頻率限制控制調試結果的準確度，在上述實施例提供的頻率限制控制的調試方法中，可選的，步驟2還包括：極控系統控制直流輸電系統的功率搖擺阻尼控制、功率搖擺穩定控制和次同步阻尼控制閉鎖。當然，直流輸電系統的附加穩定控制還包括其他多種，可由本領域技術人員視直流輸電系統的實際調試情況自行選擇設定是否需要閉鎖。

值得一提的是，直流輸電系統包括整流側換流站和與整流側換流站相連的逆變側換流站，直流輸電系統對整流側換流站和逆變側換流站的頻率限制控制能夠相對獨立，而極控系統模擬注入直流輸電系統中的頻率偏差信號，可以單獨注入整流側換流站或逆變側換流站：根據頻率偏差信號與整流側換流站和逆變側換流站的對應關係，可以將其劃分為第一頻率偏差信號和第二頻率偏差信號，其中，第一頻率偏差信號用於注入整流側換流站中，第二頻率偏差信號用於注入逆變側換流站中。

如果本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法，只是用於調試直流輸電系統中整流側換流站或逆變側換流站其中一個的頻率限制控制時，參閱圖2和圖3，在上述步驟3中，極控系統將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統則包括：極控系統將第一頻率偏差信號模擬注入整流側換流站中，第一頻率偏差信號的注入時長為450毫秒-550毫秒；或，極控系統將第二頻率偏差信號模擬注入逆變側換流站中，第二頻率偏差信號的注入時長為450毫秒-550毫秒。

具體的，如果本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法用於調試整流側換流站的頻率限制控制時，極控系統需將第一頻率偏差信號模擬注入整流側換流站中並維持450毫秒-550毫秒，當第一頻率偏差信號注入整流側換流站後，直流輸電系統中輸送的直流功率會因該第一頻率偏差信號的幹擾而會產生波動變化；此時根據直流功率的波動變化，整流側換流站的頻率限制控制會對直流功率進行調控，以使直流功率恢復穩定。

而如果本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法用於調試逆變換流站的頻率限制控制時，只需極控系統將第二頻率偏差信號模擬注入逆變側換流站中並維持450毫秒-550毫秒，當第二頻率偏差信號注入逆變側換流站後，直流輸電系統中輸送的直流功率會因該第一頻率偏差信號的幹擾而會產生波動變化；此時根據直流功率的波動變化，逆變側換流站的頻率限制控制會對直流功率進行調控，以使直流功率恢復穩定。

如果本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法，用於調試直流輸電系統中整流側換流站頻率限制控制和逆變側換流站的頻率限制控制時，參閱圖4，在上述步驟3中，極控系統將頻率偏差信號模擬注入直流輸電系統包括：極控系統先將第一頻率偏差信號對應注入整流側換流站，對應的注入時長為第一注入時長，極控系統後將第二頻率偏差信號對應注入逆變側換流站，對應的注入時長為第二注入時長，而第一注入時長和第二注入時長均為450毫秒-550毫秒；或者，極控系統先將第二頻率偏差信號對應注入逆變側換流站，對應的注入時長為第三注入時長，極控系統後將第一頻率偏差信號後對應注入整流側換流站，對應的注入時長為第四注入時長，而第三注入時長和第四注入時長均為450毫秒-550毫秒。

需要補充的是，當極控系統將第一頻率偏差信號和第二頻率偏差信號按照先後順序分期對應注入整流側換流站和逆變側換流站時，第一注入時長和第二注入時長之間存在用於使直流功率從波動變化恢復至穩定的時間間隔，也就是說，在第一頻率偏差信號注入整流側換流站後，直流輸電系統中輸送的直流功率會因該第一頻率偏差信號的幹擾而會產生波動變化，而在該直流功率恢復穩定之後，極控系統才可以將第二頻率偏差信號注入到逆變側換流站中。同樣的，當極控系統將第二頻率偏差信號和第一頻率偏差信號按照先後順序分期對應注入逆變側換流站和整流側換流站時，第三注入時長和第四注入時長之間也存在用於使直流功率從波動變化恢復至穩定的時間間隔。

為了進一步降低頻率限制控制現場調試的安全風險，上述實施例提供的頻率限制控制的調試方法，在頻率限制控制啟動時，還應該在極控系統中預設頻率偏差信號的極限值，以防止極控系統因誤操作而導致注入直流輸電系統的頻率偏差信號偏差過大，導致頻率限制控制的現場調試出現安全問題。而根據直流輸電系統的運行情況，通常預設頻率偏差信號的極限值應包括最大極限值和最小極限值，而且上述實施例提到的第一頻率偏差信號和第二頻率偏差信號均應位於該最大極限值和最小極限值之間。

在本發明實施例提供的頻率限制控制的調試方法中，具體的，預設功率為2000MW時，極控系統預設頻率偏差信號的最大極限值為+0.1Hz±0.05Hz，，極控系統預設頻率偏差信號的最小極限值為-0.1Hz±0.05Hz；而第一頻率偏差信號可選為+0.05Hz±0.02Hz，第二頻率偏差信號可選為-0.05Hz±0.02Hz。

在上述實施方式的描述中，具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。