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柔性直流换流站供电无源交流线路电压单环控制分析

韩攀登 师灿辉 董玉宁

国网河南省电力公司直流中心灵宝换流站,472500

摘要: 柔性直流换流站供电是一种较为先进的输电技术,为提升其输电的稳定性,加强输电电压的控制极为重要。对此,文章将以柔性直流换流站供电无源交流线路电压单环控制为研究课题,结合线路电压的控制原理与系统结构,引入模型进行分析,展开论述无源交流线路电压单环控制的方法,为柔性直流换流站供电提供基础稳定支撑,满足电力用户的使用需求。
关键词: 单环控制;交流线路;换流站;控制方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157085
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引言:柔性直流换流站采用自换相的电压源换流器,有效减轻换流换相的压力。在换流站的支持下,可以做到有功与无功功率的换流,能够为无源网络进行充分供电,满足新时期电力使用的需求。另外,柔性直流输电技术功能较多,为无源交流线路电压单环控制提供基础保障,促进电力行业的稳步提高。

1 柔性直流换流站供电的优势

相较于传统的电压源换流器,柔性直流换流站能够有效提升供电效率,降低换流站供电的负担。新形势下,为提高电压控制的效率,解决无电源的困境,创新柔性直流输电技术极为必要。柔性直流换流站的应用有利于提高输出交流电压的波形质量,改善交流电压输出的性能,强化交流电压输出的稳定性。1)传统的换流器输出交流电压的波形质量较差,需要安装交流滤波器辅助,稳定电压的输出。而柔性直流换流站的使用从根本上解决这一问题,提高电压的波形质量,满足供电的需求。2)改善交流电压的输出性能,根据电力输送的需求,技术人员不断调整电压输送技术,充分利用柔性直流输电技术,满足无源交流线路电压单环控制的需求,改善电压输送的性能,满足直流换电的要求。3)输电电压稳定性对电力输送极为重要,在柔性直流换流站的作用下,使直流电转变为交流电,满足交流线路的使用。同时,电压控制效果极佳,为电力用户提供保障。

2 无源交流线路电压单环控制系统的设计

2.1性能优化

在柔性直流换流站供电条件下,为无源交流线路提供电流,电压单环控制系统设计人员以电力用户需求为导向,不断优化系统性能,提高系统的稳定性。1)设计人员对系统参数进行设计,使系统内部电压平衡。例如,设计人员将桥臂模块数量进行调整,对直流电压进行控制,使其稳定在40KV。同时,交流系统的电压控制在10KV,使其满足电压单环控制的需要。2)系统设计人员参考规范,科学调整交流系统内部参数。例如,电阻参数为0.1Ω,网侧额定电压为10KV,阀侧额定电压为22KV,换流电抗为8mH。系统内部参数设计完成后,技术人员选择交流线路的材料与长度,根据设计方案,选择电阻率较小,输电效率较高的交流线路材料,并将材料长度控制在10Km以内。3)无源交流线路初始过程中,系统设计人员将其初始功率进行设计,包括无功与有功负荷的参数,使其满足电压控制的要求。系统设计人员根据无功与有功负荷的前后变化,不断调整额定值,保证交流线路供电的质量。设计人员对逆变侧的电压情况作出分析,有效发挥整流侧直流电压的控制作用,使无源交流线路电压单环控制系统的运行发挥作用。4)通过系统优化设计,对交流电压幅值进行控制,使其系统模块电容电压保持平衡,满足电压控制器的使用需求[1]。例如,系统设计人员参考交流线路电压与电流的波形关系,明确系统优化的方向。设计人员将桥臂模块的电容与电压平衡器进行结构设计,使其响应速度得到提升,提高控制系统的反应速度,为无源交流线路使用提供保障。

2.2电压控制

无源交流线路电压单环控制系统的运行在柔性直流换流站供电的基础上得到稳定发展。1)相较于传统的双闭环控制结构不同,单环控制的技术更为先进,且有效提高电压控制的效率,满足无源交流线路的使用需求。技术人员通过单环控制手段,调节交流线路电流的输入量,使其快速通过,满足电流使用需求。另外,单环控制是根据交流线路的电压指令运行的,根据无功功率指令与单环电流控制,实现供电的目的。技术人员设置电流指令值,采用单环交流线路的形式进行控制,使其以信号的形式进行传输,实现系统内交流电压的控制。2)无源交流线路电压单环控制人员根据系统要求,将交流电压的幅值控制在一定范围内。同时,保证交流电压的频率,使其处在额定值范围内。例如,控制人员参考技术规范,对电压矢量进行控制,使其与d轴向重合,控制其稳态。直馈信号是系统控制人员电压单环控制的主要指标,根据信号的特点,消除稳态误差,实现对交流线路电压的精准控制,使其满足交流用电需求。3)优化交流线路电压控制器,电压单环控制器的功能稳定对控制效果的提升有着积极作用。在技术人员的调整下,电压控制效果不断提升,对柔性直流输电技术的发展与应用水平得到大幅度提高,满足系统的运行要求。同时,系统设计人员树立长远发展的思维,对系统功能进行监控,发现问题及时记录,弥补系统漏洞,促进电压控制水平的提升。

2.3建立模型

柔性直流换流站供电无源交流线路电压单环控制中,建立数字模型,开发先进技术是系统功能发挥的重要途径。1)系统设计人员建立换流器数字模型,在数字技术的支持下,设计者能够清晰观察模型特点,采取相应的解决措施。例如,模型中显示三相电压与电流指数,技术人员通过桥臂电感值分析电压定律。k作为数字模型中三相电压的主要参数,代表交流线路的电压数值。2)技术人员依照数字模型的信息,不断优化系统,提高电压单环控制的效果。例如,在先进数字技术的监督下,系统设计人员对无源交流线路电压单环控制的成效进行了解。根据其成效进行优化,改进系统内部结构,促进电压单环控制的发展。另外,系统设计人员主动创新模型技术,提高数字模型技术的发展水平。数字模型技术在多领域都有着广泛的应用,技术人员加大创新力度,完善系统功能,促进交流电压的使用,为电力行业提供技术保障。3)数字模型分析过程中,技术人员秉持着科学的思维,对电压单环控制手段进行创新。例如,在人工智能技术高速发展的背景下,技术人员以人工智能取代传统的人工控制[2]。同时,采用遥控设备,使系统启动更加智能化,满足直流供电的需求。另外,设计人员结合数字模型示意图,对交流线路与相关设备的布局方式进行优化,提高其科学性,满足换流站的发展要求,促进区域供电质量与供电效率的稳步提高。

结论:综上所述,文章通过对柔性直流换流站供电的优势进行分析,详细描述柔性直流输电技术的先进性与优越性,为无源交流线路电压单环控制系统的设计提供技术保障。系统设计人员通过建立数字模型、单环电压控制与系统性能优化等方式,有效提升单环电压的控制水平,促进供配电行业的持续发展。

参考文献:

[1]陈继开,孙崇博,李阳,等. 多端柔直换流站高频谐振及传播机理分析与抑制[J]. 电力建设:1-12.

[2]马虎涛,吴永利,申廷进,等. 换流站TILP型交流滤波器电容器接线柱发热分析研究[J]. 电力电容器与无功补偿,2023,44(04):1-4+11.