郝文斌，張振華，單浩東，張 楷

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118）

0 引言

特高壓廣固換流站無功控制在直流站控中，邏輯上相互獨立。兩個交流系統(tǒng)無功單元的投切動作是異步的，伴隨每次濾波器的投切，對另一交流系統(tǒng)的電壓可能會產(chǎn)生一定的擾動，考慮到兩個交流電網(wǎng)電氣上相距不遠，很可能會存在一些相互耦合影響。需要根據(jù)詳細的系統(tǒng)等值，進一步研究兩個交流電網(wǎng)無功控制之間的相互影響。

1 無功控制概述

500 kV和1 000 kV電網(wǎng)分別配置無功控制，無功控制功能在極控中實現(xiàn)，分為兩個應(yīng)用，分別控制500 kV和1 000 kV交流電網(wǎng)的無功平衡。兩個無功控制應(yīng)用功能上類似，彼此獨立，有各自的控制對象和控制邏輯。

為了控制與換流器系統(tǒng)、交流系統(tǒng)的無功交換和控制交流母線電壓，無功功率控制（RPC）會投切交流濾波器／并聯(lián)電容器組，來實現(xiàn)以下功能：滿足換流器消耗無功需要，使直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)交換的無功為設(shè)定值；滿足諧波濾波要求，使直流系統(tǒng)注入交流的諧波在允許范圍內(nèi)；控制交流電壓在設(shè)定值［1］。

2 無功控制分析

2.1 無功控制功能優(yōu)先級

RPC的各項功能具有不同的優(yōu)先級，如表1所示。無功控制各模塊的優(yōu)先級關(guān)系，如圖1所示。

根據(jù)所選子功能的優(yōu)先級，RPC將協(xié)調(diào)各子功能的投切操作，以滿足投切邏輯。優(yōu)先級1具有最高級別，某一優(yōu)先級的投切操作僅在完成投切操作后，且不與更高的優(yōu)先級限制條件沖突時才發(fā)出。過壓快切OVER VOLTAGE CONTROL為新增功能，其基礎(chǔ)段的實現(xiàn)方式為Umax控制，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段在無功控制未投入時也能切除濾波器，控制交流電壓在參考范圍。 U／Q控制功能不能同時有效［2］。

表1 無功控制優(yōu)先級

圖1 無功控制功能

2.2 無功控制子功能

過壓快切功能，檢測到母線電壓超過一定值，按照相應(yīng)的策略切除濾波器，以降低母線電壓。500 kV和1 000 kV無功控制分別監(jiān)視各自母線電壓水平，過壓快切時，切除的是對應(yīng)電網(wǎng)的交流濾波器。

2.2.1 過壓快切特點

過壓快切基礎(chǔ)段功能（Umax）特點：在無功控制投入時有效；在無功控制手、自動模式下均有效；需滿足ABS允許切除條件；隔離濾波器時需判斷下一組切除 （切除提前判斷出的下一組投切的濾波器）；只切除濾波器，跳開濾波器開關(guān)后鎖定開關(guān)。

過壓快切Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段功能特點：優(yōu)先級是最高；在無功控制投入退出時均有效；隔離濾波器時不判斷下一組切除（同類型切除從1A開始按編號次序依次切除）；濾波器隔離類型為，如果SC數(shù)量滿足，則先切除SC；如果SC可切數(shù)量不滿足，在達到當前功率下的 ABS前，則判斷依次切第 A／B／C（500 kV）類型；達到當前功率下ABS后，最小功率下ABS前，按濾波器切順序類型切除；只切除濾波器，過壓快切跳開交流濾波器開關(guān)后，鎖定開關(guān)［3］。

2.2.2 過壓快切動作策略

表2 過壓快切動作策略［2］

判斷條件 動作策略 其他保護配合Ⅱ段1.2 p u＜U ac≤1.3 p u，6 3 0 k V＜U ac500≤6 8 2.5 k V，1 2 6 0 k V＜U ac1000≤1 3 6 5 k V 5 0 0 k V:每隔1 s切除3小組交流濾波器。1 0 0 0 k V:每隔1 s切除2小組交流濾波器。先切到當前功率下的絕對最小濾波器組數(shù)，若判斷動作條件仍滿足，繼續(xù)切，直到最小功率下的絕對最小濾波器。鎖定切除的濾波器和投入低抗的開關(guān)最終由交流濾波器母線過電壓保護動作Ⅲ段1.3 p u＜U ac 6 8 2.5 k V＜U ac 5 0 0 1 3 6 5 k V＜U ac1000 5 0 0 k V:每隔2 5 0 m s切除3小組交流濾波器。1 0 0 0 k V:每隔2 5 0 m s切除2小組交流濾波器。先切到當前功率下的絕對最小濾波器組數(shù)，若判斷動作條件仍滿足，繼續(xù)切，直到最小功率下的絕對最小濾波器。鎖定切除的濾波器和投入低抗的開關(guān)最終由交流濾波器母線過電壓保護／換流變過壓保護動作

廣固站500 kV交流電壓基準值為525 kV，1 000 kV交流電壓基準值為1 050 kV，交流過電壓控制僅切除交流濾波器至絕對最小濾波器。過壓快切動作策略如表2所示，具體功能如下。

1）基礎(chǔ)段：最高穩(wěn)態(tài)電壓＜Uac＜1.1 pu 時，每隔3 s切除1小組交流濾波器，直到當前功率下的絕對最小濾波器。調(diào)度部門應(yīng)盡快將交流系統(tǒng)電壓控制在最高穩(wěn)態(tài)電壓范圍內(nèi)，以防在此期間再次發(fā)生故障，造成換流站設(shè)備損壞。此基礎(chǔ)段的實現(xiàn)方式為Umax功能。

2）Ⅰ段：1.1 pu＜Uac≤1.2 pu 時，500 kV 交流濾波器每隔8 s切除3小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器，達到當前功率的絕對最小濾波器后，如果過電壓定值依然滿足，則每隔8 s切除3小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器直到最小功率下的絕對最小濾波器。當前功率絕對最小濾波器不滿足會同時導致功率回降。

3）Ⅱ段：1.2 pu＜Uac≤1.3 pu 時，每隔 1 s 切除 3小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器，達到當前功率的絕對最小濾波器后，如果過電壓定值依然滿足，則每隔1 s切除3小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器直到最小功率下的絕對最小濾波器。

4）Ⅲ段：1.3 pu＜Uac時，每隔 250 ms切除 3 小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器，達到當前功率的絕對最小濾波器后，如果過電壓定值依然滿足，則每隔250 ms切除3小組（1 000 kV切2小組）交流濾波器直到最小功率下的絕對最小濾波器，最終由交流濾波器過電壓保護或換流變過電壓保護動作。

交流濾波器過電壓控制切除濾波器的過程中，在達到當前功率的絕對最小濾波器或最小功率下的絕對最小濾波器前，若某一輪次待切交流濾波器不足3小組（1 000 kV切2小組）時，則切除濾波器的小組數(shù)可根據(jù)實際投入的交流濾波器數(shù)量設(shè)為2、1組（1 000 kV 可設(shè) 1 小組）［4］。

3 結(jié)語

受端分層接入的特高壓直流輸電工程的無功控制策略與常規(guī)直流存在差異，差異體現(xiàn)在定值整定和控制策略上。但是受端500 kV交流網(wǎng)與1 000 kV交流網(wǎng)可能存在相互耦合的影響，無功控制策略還需在工程中進一步驗證和改進，為以后工程提供研究基礎(chǔ)。