对于滤波器换流站交流滤波器制约方式分析

论文导读：。甚至当RPC在手动模式时也能够起作用。最大交流电压与最大无功功率功能通过断开或者连接滤波器保持交流电压在适当水平，但不得超出绝对最小滤波器范围的限制。第4等级的最小滤波器功能在一定直流功率水平、解锁极的数量以及直流电压水平的条件下保证滤波器能够正常运行。它设置有4个函数曲线，对应不同的功率值，得出
摘要：分析了换流站无功控制的基本功能、优先级别、动作逻辑，并结合现场对无功控制模块的实际作用进行了验证，得出换流站交流滤波器操作顺序的结论：优先级最低的无功控制功能在保证其余高优先级控制功能限制的情况下，最先实现滤波器的投切；人工进行切换滤波器时，需严格遵循一定的操作顺序；在使用不同类型滤波器进行替换时应最先置无功控制方式手动，最后恢复无功控制方式自动。
关键词：换流站；无功控制；交流滤波器；优先级
作者简介：钱龙（1980-），男，湖北黄石人，湖南电力公司检修公司惠州直流分部，工程师。（广东 惠州 512006）
1007-0079（2013）29-0231-02
由于直流换流站运行消耗大量无功功率，交流滤波器在换流站中属于必需的重要设备，在提供无功的同时，还兼有滤除换流器所产生的谐波电流的功能，从而避免对交流电网及邻近通信系统的干扰及影响。交流滤波器的可靠稳定运行直接影响直流系统的运行性能。正常状态下滤波器的投退由直流控制系统自动完成，但在交流滤波器出现异常或故障时需要人工进行切换、投退，在一些非典型运行方式下可能会出现意想不到的情况。

一、无功控制功能

1.无功控制优先级

无功控制功能RPC通常集成在换流站站控系统中。无功控制功能分为不同层次的控制子模块，并具备不同的优先级。控制系统按照实际工况需求，根据所选择的功能的优先级执行投切交流滤波器、并联电容器组的操作。优先级1拥有最高优先权。
（1）绝对最少滤波器（ABS min filter）。
（2）最大交流电压（Umax）。
（3）最大无功功率（Qmax）。
（4）最少滤波器（min filter）。
（5）无功功率控制或交流电压控制（U Control/Q Control）。
优先级1的绝对最小滤波器规定了不同功率水平下需求的滤波器数量。当系统运行时——如极解锁，若无绝对最小滤波器需求类型及数量的滤波器连接到换流阀侧交流系统，在一定的延时（换流站常见定值为5s）后将发出直流闭锁信号。极解锁后，绝对最小滤波器功能立即连接规定组数的滤波器，并在整个功率变化过程中一直保持连接，其余滤波器投切视直流功率而定。绝对最小滤波器通过投入合适的滤波器组数确保满足系统及设备的额定水平。绝对最小滤波器功能也阻止了其他功能切除滤波器，以避免交流滤波器因过负荷而跳闸。甚至当RPC在手动模式时也能够起作用。
最大交流电压与最大无功功率功能通过断开或者连接滤波器保持交流电压在适当水平，但不得超出绝对最小滤波器范围的限制。
第4等级的最小滤波器功能在一定直流功率水平、解锁极的数量以及直流电压水平的条件下保证滤波器能够正常运行。它设置有4个函数曲线，对应不同的功率值，得出需要投入的不同类型的滤波器数，若大于已连接的滤波器组数，则发出投入滤波器的指令。最小滤波器从不断开滤波器，但它允许或禁止低优先级的Q control投切滤波器。

2.滤波器投切选择

实际运行时，控制系统将会判断首先连接哪种类型的滤波器，再进行同类型滤波器/并联电容器的选择。交流滤波器的投切也有一定的优先级顺序，规律如下：
（1）不同类型的滤波器优先级顺序为HP11/1

3、HP24/36、SC。

（2）高优先级的滤波器首先连接，不可用时将投入低一级的滤波器。
（3）同类型的滤波器优先级的顺序在程序中循环选择，先投先退。

3.滤波器的可用性

当出现异常故障信号或人为退出滤波器进行检修试验均会影响交流滤波器的可用性，控制系统在需要投入滤波器时则会忽略经判断属于不可用的滤波器。交流滤波器/并联电容器SC可用性条件大致如下：
（1）没有设置交流滤波器保护动作矩阵（NO Setting PAM）。
（2）交流滤波器母线充电。
（3）对应滤波器交流开关无三相不一致现象，刀闸和地刀分合闸指示清晰明确。
（4）对应滤波器刀闸在合上位置，交流开关允许合上（开关三相可用，无Lockout，弹簧储能正常，6压力正常）。
（5）对应滤波器的交流开关能够正确动作。

二、无功控制策略

1.无功控制目的

按照调度规程的规定，为了保证电网稳定，无功需求应按照分层分区、就地平衡的原则进行管理，换流站无功控制主要面对两个主要参数，换流站与交流系统交换的无功论文导读：定值。本文的讨论以双极常压正常运行方式作为默认条件。此外，在某一固定工况下计算无功需求，当前输送的直流功率值将作为对比判断依据，但系统中的直流功率值并非整流站或逆变站在软件界面中整定的直流功率值，而是通过各站测量的直流电流Iord与阀直流侧摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com电压Udio综合计算得出的计算值。　
以及所连交流系统的电压。通过计算，无功控制功能得出应当投入的无功设备组数，防止过多的谐波进入交流系统，且兼顾交流电网电压稳定水平。具体实现手段则为投切不同种类及组数的滤波器。

2.无功需求

直流系统不同运行工况对无功需求不同，因而会采用不同的控制模式与定值。[3]本文的讨论以双极常压正常运行方式作为默认条件。此外，在某一固定工况下计算无功需求，当前输送的直流功率值将作为对比判断依据，但系统中的直流功率值并非整流站或逆变站在软件界面中整定的直流功率值，而是通过各站测量的直流电流Iord与阀直流侧摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com
电压Udio综合计算得出的计算值。
换流站内无功补偿设备不仅包括交流滤波器和并联电容器提供的固有无功，还应考虑提供部分无功的PLC区电容器组，控制系统还引入了一个补偿系数K。在此基础上，RPC控制功能将比较换流器无功损耗（Q-Conv）和无功投入量（Q_Calc_FLT），从而决定投入或切除滤波器的类型和组数。[4]

三、实际工况分析

1.不同优先级功能的实际控制

以某换流站设定值为例，按照优先级顺序及控制系统设置可以得出随功率上升由某个控制模块投入的滤波器及对应功率点的表格。 摘自：毕业论文题目www.7ctime.com