抑制直流連續(xù)換相失敗的光伏無功補(bǔ)償策略

劉世超，王銀照，鄭 施，張繼勇

(1. 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司，山東 濟(jì)南 250001； 2. 南京郵電大學(xué)，江蘇 南京 210023)

1 引言

高壓直流輸電(High Voltage Direct Current，HVDC)因?yàn)榫哂性靸r(jià)低、功率損耗小、可靠性高、調(diào)節(jié)速度快、限制短容量等交流輸電不及的優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。然而，直流輸電系統(tǒng)換相失敗會(huì)導(dǎo)致逆變側(cè)電壓大幅下降，引起換流站單極或雙極閉鎖，使送端電網(wǎng)功率盈余和受端電網(wǎng)功率缺額，進(jìn)而引發(fā)連鎖機(jī)組脫網(wǎng)、甩負(fù)荷等問題，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，有必要對(duì)直流輸電連續(xù)換相失敗因素展開研究，減少電壓下降事故的發(fā)生。

國(guó)內(nèi)外對(duì)基于無功補(bǔ)償設(shè)備抑制換相失敗的方法開展了相關(guān)研究，通過在直流系統(tǒng)近區(qū)配備額外的無功補(bǔ)償設(shè)備，可以有效減少換相失敗現(xiàn)象的發(fā)生。將靜止同步補(bǔ)償器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)接入直流系統(tǒng)可以穩(wěn)定換流母線電壓，在一定程度上降低基于電網(wǎng)換相換流器的高壓直流輸電的換相失敗概率。文獻(xiàn)[7-8]優(yōu)化了含有可投切電容器的直流系統(tǒng)在故障情況下無功補(bǔ)償策略，改善了系統(tǒng)的恢復(fù)特性。文獻(xiàn)[9]提出一種考慮降低直流換相失敗風(fēng)險(xiǎn)的無功補(bǔ)償優(yōu)化配置方法。文獻(xiàn)[10]充分利用調(diào)相機(jī)的動(dòng)態(tài)無功支撐能力，有效抑制了直流輸電系統(tǒng)因交流系統(tǒng)故障引起的連續(xù)換相失敗。文獻(xiàn)[11]提出一種考慮直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行策略與無功補(bǔ)償裝置抑制多饋入直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的抑制方法。近年來，電網(wǎng)中新能源快速發(fā)展，分布式光伏電站接入受端電網(wǎng)的比例越來越大，在我國(guó)華東地區(qū)大量光伏電站接入直流近區(qū)，其中光伏逆變器具有動(dòng)態(tài)無功支撐的能力。光伏電站可以利用光伏逆變器本身的無功輸出特性向電網(wǎng)輸出無功功率，文獻(xiàn)[14]提出了一種光伏逆變器低電壓穿越時(shí)的無功控制策略，利用光伏逆變器本身的無功輸出能力向電網(wǎng)輸出無功功率。文獻(xiàn)[15]提出一種基于有功自適應(yīng)調(diào)整的無功電壓控制策略，并將其應(yīng)用到光伏并網(wǎng)的場(chǎng)景中，保證系統(tǒng)較好的動(dòng)態(tài)電壓支撐能力。

目前的研究尚未考慮到光伏動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)能力對(duì)直流輸電連續(xù)換相失敗抑制的支撐，利用已有光伏電站進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償可以大大提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。本文分析了高壓直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗機(jī)理，從光伏參與電網(wǎng)調(diào)控的角度出發(fā)，提出一種基于光伏調(diào)相運(yùn)行能力的直流輸電換相失敗抑制策略。首先搭建光伏接入受端電網(wǎng)的高壓直流輸電模型和分析直流連續(xù)換相失敗機(jī)理及故障時(shí)電氣量變化，然后提出在故障時(shí)提高光伏電站無功功率的輸出以抑制直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的策略，最后基于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)和實(shí)際電網(wǎng)對(duì)文中所提策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。

2 總體思路

搭建大規(guī)模光伏電站接入的受端電網(wǎng)高壓直流輸電系統(tǒng)模型，如圖1所示，分為送端系統(tǒng)、直流輸電系統(tǒng)和受端系統(tǒng)。受端系統(tǒng)由交流系統(tǒng)和多個(gè)光伏集成系統(tǒng)組成。高壓直流輸電系統(tǒng)主要由整流站、輸電線路、逆變站等組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏陣列通過并網(wǎng)逆變器將電能輸入電網(wǎng)。

圖1 光伏并入受端電網(wǎng)的高壓直流系統(tǒng)拓?fù)鋱D

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，光伏具有低電壓穿越的能力，可以對(duì)系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償；與此同時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化也會(huì)影響并網(wǎng)光伏的電壓穩(wěn)定性。通過對(duì)HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)的直流電壓、熄弧角以及接入點(diǎn)的有功、無功功率進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和缺少的無功功率大小。利用光伏逆變器的調(diào)相運(yùn)行能力改善交流系統(tǒng)電壓從而達(dá)到抑制直流系統(tǒng)換相失敗的作用。

光伏電站輸出的有功功率隨著周圍環(huán)境光照強(qiáng)度和溫度變化而變化。在不同的環(huán)境下，光伏逆變處于不同的工作狀態(tài)，本文將光伏逆變器工作模式分為三種：最大功率跟蹤模式、有功削減工作模式和STATCOM工作模式。正常情況下，光伏逆變器處于最大功率跟蹤模式，按照MPPT模式輸出其最大有功功率，采用無功變下垂控制為電網(wǎng)提供無功補(bǔ)償。為釋放更多的無功，光伏逆變器處于有功削減模式，削減光伏逆變器的有功輸出，提高對(duì)系統(tǒng)的無功補(bǔ)償能力，滿足并網(wǎng)點(diǎn)的無功需求。當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)連續(xù)換相失敗等嚴(yán)重故障時(shí)，光伏將處于STATCOM工作模式，此時(shí)光伏逆變器具有向系統(tǒng)提供感性或容性無功補(bǔ)償?shù)哪芰Γ瑹o功補(bǔ)償容量為光伏逆變器全部容量，且動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較快。

基于光伏電站調(diào)相運(yùn)行抑制直流換相失敗的流程如圖2所示。監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)逆變器側(cè)的熄弧角，判斷直流系統(tǒng)是否發(fā)生了換相失敗。如果系統(tǒng)出現(xiàn)換相故障，切換光伏逆變器的工作模式，以確保其具有一定的無功補(bǔ)償能力。光伏逆變器提供動(dòng)態(tài)無功功率支持，改善受端交流電網(wǎng)的電壓從而達(dá)到穩(wěn)定直流逆變器側(cè)的母線電壓的效果。當(dāng)直流電壓恢復(fù)正常時(shí)，光伏逆變器恢復(fù)正常工作，直流輸電系統(tǒng)無功需求與受端電網(wǎng)無功補(bǔ)償平衡，以達(dá)到抑制第二次換相失敗的效果。

圖2 光伏抑制連續(xù)換相失敗控制策略框圖

3 直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗機(jī)理

直流換相失敗是指在換相過程中退出導(dǎo)通的閥在反向電壓的作用下未能及時(shí)恢復(fù)阻斷的能力，或者在反向電壓作用期間換相過程未能結(jié)束，使本該關(guān)斷的閥在正向電壓作用下重新導(dǎo)通的現(xiàn)象。換相失敗作為直流輸電系統(tǒng)最常見的故障之一，會(huì)引發(fā)直流功率瞬間下降甚至導(dǎo)致直流閉鎖的情況產(chǎn)生，威脅到交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在直流輸電中，換相失敗的原因主要可以分成兩種：逆變系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障和逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生故障。其中逆變系統(tǒng)內(nèi)部故障可以分為：內(nèi)部電子元器件的損壞、觸發(fā)電路誤操作。對(duì)于正常的高壓直流系統(tǒng)來說，逆變側(cè)內(nèi)部發(fā)生故障的概率非常小。

3.1 直流輸電換相失敗動(dòng)態(tài)無功需求

當(dāng)直流系統(tǒng)逆變側(cè)受到較大的擾動(dòng)引起直流換相失敗時(shí)，直流逆變側(cè)熄弧角、換流母線電壓、有功功率和無功功率等電氣量發(fā)生波動(dòng)；對(duì)換相失敗期間電氣量進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真分析，仿真結(jié)果如圖3所示。

圖3 故障時(shí)交直流系統(tǒng)電氣量變化情況

分析圖3可知，當(dāng)高壓直流落點(diǎn)附近的交流線路發(fā)生故障時(shí)，交直流電氣量變化如圖所示，分析各電氣量變化情況可以推斷故障后出現(xiàn)兩種情況：

若故障及時(shí)切除且系統(tǒng)電壓能夠逐漸恢復(fù)，則直流系統(tǒng)的有功功率也將隨著交流換相電壓的恢復(fù)而恢復(fù)，但逆變站的無功需求在直流恢復(fù)過程中將大幅增加，若補(bǔ)償電容器所產(chǎn)生的無功功率一時(shí)難以滿足此無功需求，相應(yīng)的無功缺額將有受端交流系統(tǒng)承擔(dān)，因此對(duì)受端交流系統(tǒng)來說，將造成瞬時(shí)無功功率沖擊，有可能引發(fā)受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題。

若交流系統(tǒng)故障未及時(shí)切除，換相失敗的情況連續(xù)出現(xiàn)，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的有功缺額以及潮流大范圍轉(zhuǎn)移問題，將進(jìn)一步惡化系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平。

3.2 判斷直流換相失敗的條件

為了抑制直流連續(xù)換相失敗，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與直流系統(tǒng)的無功特性，判斷直流系統(tǒng)是否發(fā)生換相失敗。

當(dāng)逆變側(cè)交流系統(tǒng)對(duì)稱時(shí)，熄弧角γ表達(dá)式

(1)

式中：為換流變壓器變比，為直流電流，為換相電抗，為逆變側(cè)換流母線線電壓有效值，為觸發(fā)超前角。

以極限熄弧角代入上式，可以推出換相失敗臨界換流母線線電壓有效值為

(2)

在實(shí)際工程中，評(píng)估直流輸電系統(tǒng)換相失敗以直流逆變側(cè)換流母線電壓的跌落值作為判斷因素，一般認(rèn)為跌落至正常值運(yùn)行的90以下將引發(fā)換相失敗。本文結(jié)合熄弧角和換流母線電壓兩者作為判斷直流輸電系統(tǒng)換相失敗的依據(jù)，保證了判斷的準(zhǔn)確性。

4 直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制策略

4.1 光伏電站調(diào)相運(yùn)行的無功支撐能力

光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓發(fā)生跌落時(shí)，光伏逆變器為系統(tǒng)提供相應(yīng)的無功功率，以控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓在合理范圍內(nèi)。光伏逆變器無功容量不足時(shí)進(jìn)行有功削減控制，以釋放出更多的無功容量，發(fā)出相應(yīng)的無功功率支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓。

(3)

由來表示光伏工作在最大功率跟蹤模式下的有功功率，Δ表示為光伏的有功削減量，為有功削減控制的有功功率給定值，為逆變器輸出的有功功率值，，為控制器的參數(shù)，是電流控制的參考值。

由于逆變器的無功容量有限，當(dāng)并網(wǎng)電壓下降問題較為嚴(yán)重時(shí)，僅采用有功削減控制的方法很難滿足系統(tǒng)的無功需求，這時(shí)需使光伏逆變器工作在STATCOM模式下，利用逆變器的全部額定容量來進(jìn)行并網(wǎng)點(diǎn)的電壓支撐。當(dāng)光伏電板處于不工作的狀態(tài)時(shí)，其電路結(jié)構(gòu)與靜止同步補(bǔ)償器的主電路完全一致，從而具有STATCOM一樣進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)挠布l件。

用表示逆變器的等值電路中光伏電站接入點(diǎn)電壓，以表示參考相位，表示逆變器交流側(cè)輸出電壓與光伏電站接入點(diǎn)電壓的相角差，表示逆變器交流側(cè)輸出電壓，表示逆變器交流側(cè)電抗；、分別表示逆變器輸入電網(wǎng)的有功和無功。

有功功率和無功功率的計(jì)算公式為

(4)

由上式可得

(5)

當(dāng)有功功率為0時(shí)，可得無功功率的范圍為

(6)

無功與有功關(guān)系可表示為

(7)

其中，表示光伏逆變器視在功率，光伏逆變器的有功和無功受視在功率的限制，一般逆變器允許工作功率為視在功率105倍，則

(8)

(9)

在此情況下，當(dāng)為0時(shí)，=105。

根據(jù)光伏逆變器的功率解耦控制原理，通過有功無功電流給定值的設(shè)定就可以控制光伏逆變器輸出的有功無功功率。光伏逆變器調(diào)相運(yùn)行無功補(bǔ)償策略如圖4所示，模式一、二分別對(duì)應(yīng)光伏逆變器有功削減模式和STATCOM模式。

圖4 光伏電站補(bǔ)償策略圖

圖4中，和是通過變換當(dāng)前坐標(biāo)軸而獲得的當(dāng)前分量。在有功功率控制中，比較了不同的有功電流參考值和。無功功率控制中的是接入點(diǎn)實(shí)時(shí)電壓的單位值(參考值220)，是接入點(diǎn)的實(shí)時(shí)無功功率。

直流輸電系統(tǒng)發(fā)生大容量故障情況時(shí)，受端交流系統(tǒng)電壓驟降，系統(tǒng)無功缺額較大。光伏逆變器工作在兩種不同的工作模式下，對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行不同程度的無功補(bǔ)償，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓維持在合理范圍內(nèi)。

4.2 抑制直流輸電連續(xù)換相失敗策略

目前，引起直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的因素有很多，本文僅以電壓跌落幅值為直流連續(xù)換相失敗的主導(dǎo)影響因素，把熄弧角作為連續(xù)換相失敗的判斷依據(jù)。通過分析直流系統(tǒng)的無功需求，結(jié)合換相失敗恢復(fù)過程中的電壓、熄弧角等電氣量的特性和變化規(guī)律，對(duì)連續(xù)換相失敗進(jìn)行預(yù)判；然后依據(jù)直流系統(tǒng)有功功率、無功功率和熄弧角之間的耦合關(guān)系，以直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)換流母線電壓作為控制對(duì)象，利用光伏逆變器調(diào)相運(yùn)行能力對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行無功補(bǔ)償，維持并網(wǎng)點(diǎn)的電壓穩(wěn)定。

直流系統(tǒng)的無功特性可以利用換流器的穩(wěn)態(tài)方程進(jìn)行表示

(10)

(11)

式中，和分別為直流電壓和電流，和分別為有功功率和無功功率，0為理想空載直流電壓，為串聯(lián)的橋數(shù)，為換流變壓器變比，為換相電抗，表示高壓側(cè)母線線電壓有效值，表示逆變側(cè)熄弧角。

根據(jù)光伏逆變器的功率解耦控制原理，通過有功無功電流給定值的設(shè)定就可以控制光伏逆變器輸出的有功無功功率。光伏逆變器分別工作在兩種工作模式下，利用光伏逆變器調(diào)相運(yùn)行能力改善受端交流系統(tǒng)電壓，強(qiáng)化交流系統(tǒng)強(qiáng)度，提升動(dòng)態(tài)無功支撐能力，抑制直流輸電系統(tǒng)的連續(xù)換相失敗。

光伏逆變器無功輸出控制方法原理如圖5所示。

圖5 光伏逆變器的無功控制策略

當(dāng)光伏并網(wǎng)接入點(diǎn)檢測(cè)到逆變器側(cè)的熄弧角已降至7°以下時(shí)，光伏逆變器切換工作模式以向電網(wǎng)輸出無功功率。該控制的無功補(bǔ)償計(jì)算功能如圖5所示，將監(jiān)控接入點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的差乘以壓降系數(shù)，然后比較實(shí)時(shí)無功功率。該部分構(gòu)成功率外環(huán)控制部分。比較獲得的ΔQ注入電流內(nèi)環(huán)控制鏈接。通過電流控制獲得參考電壓，經(jīng)過dq/abc轉(zhuǎn)換后獲得三相參考電壓。最后，通過PWM轉(zhuǎn)換得到光伏逆變器開關(guān)管的柵極驅(qū)動(dòng)模型，以控制逆變器的輸出功率。

5 仿真驗(yàn)證

5.1 電磁暫態(tài)仿真

為了驗(yàn)證所提策略的有效性，在PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)中搭建光伏并入受端電網(wǎng)的高壓直流系統(tǒng)模型，模擬大規(guī)模光伏并入受端電網(wǎng)的情況下，高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗故障的場(chǎng)景。利用光伏逆變器調(diào)相運(yùn)行能力，切換光伏逆變器工作模式，滿足并網(wǎng)點(diǎn)無功需求，使交流系統(tǒng)電壓維持在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)觀察直流輸電系統(tǒng)換相失敗恢復(fù)情況。

模型包括一個(gè)CIGRE HVDC模型和一個(gè)光伏電站模型。HVDC模型采用單極500kV、1000MW直流輸電，整流側(cè)和逆變側(cè)采用12脈波的換流器，受端采用1000MW同步電機(jī)。光伏發(fā)電模型輸出電壓為220kV。

在本算例中，考慮逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障導(dǎo)致使直流系統(tǒng)發(fā)生換相失敗。將高壓線路交流側(cè)短路故障設(shè)置為：在第1s時(shí)添加600MW的無功負(fù)荷，持續(xù)時(shí)間0.15s。通過觀察熄弧角的大小可以判斷直流發(fā)生兩次連續(xù)換相失敗，根據(jù)換相失敗的次序可以將其分為首次換相失敗和后續(xù)換相失敗。由于首次換相失敗發(fā)生速度很快，系統(tǒng)來不及動(dòng)作，光伏逆變器無功補(bǔ)償主要對(duì)后續(xù)換相失敗電壓進(jìn)行支撐。仿真將分為光伏逆變器運(yùn)行在有功削減模式和STATCOM模式兩個(gè)場(chǎng)景下進(jìn)行效果對(duì)比分析。搭建好上述系統(tǒng)，并施加故障，對(duì)故障后恢復(fù)過程中的電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行記錄，各電氣量仿真曲線如圖6、8黑色曲線所示。光伏電網(wǎng)接入受端電網(wǎng)，將并網(wǎng)點(diǎn)電壓饋入光伏逆變器無功外環(huán)控制環(huán)節(jié)，光伏電站輸出無功功率。交流系統(tǒng)強(qiáng)度增加，各電氣量仿真曲線如圖6、8中紅色曲線所示。

圖6 直流仿真曲線(模式一)

圖7 光伏輸出功率(模式一)

當(dāng)光伏逆變器處于有功削減模式時(shí)，直流各電氣量和光伏輸出功率如圖6、7所示，光伏逆變器在直流系統(tǒng)未故障時(shí)輸出的有功功率為135MW。當(dāng)處于有功削減模式時(shí)，有功輸出削減至30MW。光伏逆變器輸出的光伏逆變器的無功補(bǔ)償對(duì)交流系統(tǒng)起到一定電壓支撐的作用。第一次換相失敗結(jié)束以后，直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)熄弧角跌再次落至6°，可以判斷直流輸電系統(tǒng)發(fā)生第二次換相失敗，由此可以得出，光伏逆變器處于有功削減模式時(shí)，連續(xù)換相失敗有所改善。但由于光伏逆變器輸出無功容量有限，無法抑制連續(xù)換相失敗。

圖8 直流仿真曲線(模式二)

圖9 光伏輸出功率(模式二)

光伏逆變器處于STATCOM模式，利用全部容量來進(jìn)行并網(wǎng)點(diǎn)的電壓支撐。圖8、9為STATCOM模式下光伏電站輸出的有功無功以及并網(wǎng)點(diǎn)電壓的變化情況。在STATCOM模式下，光伏電站不輸出有功功率，但需從電網(wǎng)吸收一定的有功功率以維持逆變器的正常工作。圖8顯示STATCOM模式下光伏具有很好的電壓調(diào)節(jié)能力，有效抑制直流第二次換相失敗。

對(duì)比光伏逆變器采用兩種策略補(bǔ)償效果可得，光伏逆變器處于STATCOM模式下，不僅支撐換流側(cè)直流電壓的幅值，抑制熄弧角的二次跌落，同時(shí)也增強(qiáng)了受端交流系統(tǒng)的強(qiáng)度，從而達(dá)到了抑制后續(xù)換相失敗的效果。

5.2 實(shí)際電網(wǎng)仿真

采用中國(guó)電科院研發(fā)的PSD-BPA作為仿真工具，基于實(shí)際華東電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析，該數(shù)據(jù)中包括SL、QY、MC、JT、SD、XT、SY、SF、TF等九回直流線路。設(shè)置SL線路三永N-1故障，故障時(shí)間設(shè)置在第10s，以出現(xiàn)連續(xù)兩次換相失敗的SD線路作為研究對(duì)象。

SD直流詳細(xì)電氣量仿真曲線如圖10黑色曲線所示。故障發(fā)生后，直流逆變側(cè)熄弧角跌落至0°小于臨界熄弧角且換流母線電壓跌落至0.9p.u.以下，判斷SD線路發(fā)生首次換相失敗。在首次換相失敗后，換流母線電壓逐漸恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)值附近，而熄弧角超調(diào)導(dǎo)致直流無功需求遠(yuǎn)超過無功補(bǔ)償容量，直流長(zhǎng)時(shí)間從受端電網(wǎng)吸收無功功率，引起第二次換相失敗。

圖10 直流仿真曲線

圖11 光伏輸出功率

采用光伏無功補(bǔ)償策略，SD直流詳細(xì)電氣量如圖10紅色曲線所示。以換流母線電壓作為光伏逆變器控制環(huán)節(jié)輸入?yún)?shù)，使光伏逆變器及時(shí)動(dòng)作。多個(gè)光伏電站利用其動(dòng)態(tài)無功支撐能力共輸出1600Mvar左右的無功功率，將直流換流母線電壓控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)，有效抑制了SD直流第二次換相失敗。圖11顯示了光伏集群無功輸出的情況，其中光伏集群輸出的有功功率近似于0，故不在圖中顯示。

從電磁暫態(tài)仿真和實(shí)際電網(wǎng)仿真兩個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證，本文所提光伏電站無功補(bǔ)償策略能有效抑制了直流連續(xù)換相失敗，使換流母線電壓恢復(fù)后并維持正常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，避免對(duì)系統(tǒng)造成較大的影響。

6 結(jié)論

本文針對(duì)大容量高壓直流饋入受端電網(wǎng)，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備減少、電壓調(diào)節(jié)惡化的問題，提出一種利用光伏電站調(diào)相運(yùn)行能力抑制直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的策略，得出以下結(jié)論：

1)提出一種利用光伏逆變器調(diào)相運(yùn)行能力抑制直流連續(xù)換相失敗策略。與現(xiàn)有方法相比，該方法充分利用系統(tǒng)中存在的光伏逆變器的動(dòng)態(tài)無功支撐能力，提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)支撐能力，減少了無功補(bǔ)償設(shè)備配置成本投入，提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2)光伏逆變器的兩種無功補(bǔ)償策略對(duì)直流連續(xù)換相失敗故障后換流母線電壓恢復(fù)起到不同程度的效果。在有功削減模式下，光伏逆變器提供了部分容量的動(dòng)態(tài)無功支撐，加強(qiáng)受端電網(wǎng)強(qiáng)度，對(duì)直流輸電第二次換相失敗具有一定的改善效果；STATCOM模式利用逆變器全部容量進(jìn)行無功支撐，具有恢復(fù)換流母線電壓，抑制直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的作用。

3)本文僅考慮單一光伏逆變器作為動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，隨著受端光伏裝機(jī)的逐年增長(zhǎng)，如何利用光伏逆變器和已有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償協(xié)調(diào)抑制直流連續(xù)換相失敗需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。