CN106159952B - 一种交流滤波器投切系统及投切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种交流滤波器投切系统及投切方法，涉及电能质量控制技术领域，为解决高压直流输电系统中交流滤波器投切方式存在的计算工程大、投切表格数据占用存储空间大、以及无法灵活的对应直流输电系统的各种运行方式的问题。该交流滤波器投切系统包括：用于判断初始畸变率指标和目标畸变率指标是否符合标准的畸变率指标判断装置；用于选择模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器的交流滤波器选择装置；用于根据畸变率指标判断装置的判断结果和交流滤波器选择装置的选择结果指示交流滤波器的实际投切操作的交流滤波器投切指示装置。本发明提供的交流滤波器投切系统用于向高压直流输电系统中投切交流滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量控制技术领域，尤其涉及一种交流滤波器投切系统及投切方法。
背景技术
目前，远距离电力传输主要采用高压直流输电技术，这种技术大多通过传统高压直流输电系统来实现，而传统高压直流输电系统在换流器换流的过程中，会产生大量的谐波，为了避免谐波对交流电力系统产生的影响，更好的提高传输的电能的质量，一般会在高压直流输电系统中直流换流站的交流母线处增加交流滤波器；而且，增加的交流滤波器还同时作为无功功率补偿装置来补偿换流站换流时所需的无功功率。由于上述高压直流输电系统在实际应用的过程中，随着功率的提升，其谐波电流的大小和无功功率的需求均会发生变化，因此，需要根据其功率的变化对交流滤波器进行投切操作，以满足直流输电系统的正常运行需要。
现有技术中，对于已投运的直流输电系统，交流滤波器的投切操作均是采用线下计算，线上查表投切的方式，即需要线下核算在不同功率水平下交流滤波器的投切组合，整理出交流滤波器在不同工况，不同功率水平下的投切列表，并在实际进行投切操作时，在控制程序中进行查表，按照投切列表组合进行投切。现有的这种交流滤波器的投切方式不仅需要在线下进行大量的工况(包括在不同运行方式，不同电压组合以及不同功率水平等工况)核算，计算工程较大，而且大量的数据表格会占用直流输电系统中控制程序的大量存储空间。此外，通过查表的方式进行滤波器投切，滤波器的投切组合过于固定，无法灵活的对应直流输电系统的各种运行方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交流滤波器投切系统及投切方法，用于解决高压直流输电系统中交流滤波器投切方式存在的计算工程大、投切表格数据占用存储空间大、以及无法灵活的对应直流输电系统的各种运行方式的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种交流滤波器投切系统，包括：
与高压直流输电系统中直流换流站的交流母线相连的各次初始谐波电流获取装置，所述各次初始谐波电流获取装置用于在高压直流输电系统中仅设置有初始交流滤波器时，获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；
与高压直流输电系统中已投入的初始交流滤波器相连的滤波器总阻抗获取装置，所述滤波器总阻抗获取装置用于获取初始交流滤波器的各次初始总阻抗；
与所述各次初始谐波电流获取装置相连，且与所述滤波器总阻抗获取装置相连的初始畸变率指标获取装置，所述初始畸变率指标获取装置用于根据所述各次初始谐波电流和所述各次初始总阻抗，得到交流母线处的初始畸变率指标；
与所述初始畸变率指标获取装置相连的畸变率指标判断装置，所述畸变率指标判断装置用于判断所述初始畸变率指标是否小于预设警戒值；
与所述畸变率指标判断装置相连，且与所述交流母线相连的交流滤波器选择装置，所述交流滤波器选择装置还与所述滤波器总阻抗获取装置相连；当所述初始畸变率指标不小于预设警戒值时，所述交流滤波器选择装置用于选择要模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器；所述滤波器总阻抗获取装置还用于获取向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器后，投入的全部交流滤波器对应的各次目标总阻抗；
与所述各次初始谐波电流获取装置相连，且与所述滤波器总阻抗获取装置相连的目标畸变率指标获取装置，所述目标畸变率指标获取装置还与所述畸变率指标判断装置相连，所述目标畸变率指标获取装置用于根据所述各次初始谐波电流、所述各次初始换流变网侧谐波电流、所述各次初始总阻抗，以及所述各次目标总阻抗，获得向所述高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器后所述交流母线处的各次目标谐波电压，再根据所述各次目标谐波电压获取目标畸变率指标；所述畸变率指标判断装置还用于判断所述目标畸变率指标是否小于预设警戒值；如果否，所述交流滤波器选择装置还用于选择与已模拟投入过的交流滤波器的种类不相同的交流滤波器，并将其模拟投入到所述高压直流输电系统中；
与所述畸变率指标判断装置相连，且与所述交流滤波器选择装置相连的交流滤波器投切指示装置，当所述目标畸变率指标小于预设警戒值时，所述交流滤波器投切指示装置用于指示向高压直流输电系统中投入与小于预设警戒值的所述目标畸变率指标对应的交流滤波器。
本发明提供的交流滤波器投切系统中，各次初始谐波电流获取装置能够获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；初始畸变率指标获取装置能够结合各次初始谐波电流和初始交流滤波器的各次初始总阻抗，获得未向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器时，交流母线处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置能够将初始畸变率指标与预设警戒值进行比较，并确定是否需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器；当需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器时，交流滤波器选择装置能够选择一交流滤波器，并将其模拟投入到高压直流输电系统中，模拟投入后，目标畸变率指标获取装置能够获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器后交流母线处的目标畸变率指标，畸变率指标判断装置能够再次对目标畸变率指标进行判断，当目标畸变率指标小于预设警戒值时，交流滤波器投切指示装置能够指示向高压直流输电系统中投入与小于预设警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器。当目标畸变率指标大于或等于预设警戒值时，交流滤波器选择装置能够选择与已投入过的交流滤波器的种类不相同的交流滤波器模拟投入到高压直流输电系统中，并重新获得目标畸变率指标，直至获得小于预设警戒值的目标畸变率指标为止，将满足要求的交流滤波器投入到高压直流输电系统中。
因此，本发明提供的交流滤波器投切系统不需要分析在各种功率水平下交流滤波器的投切组合，且不需要生成对应的交流滤波器投切表格数据，很好的避免了现有技术中交流滤波器投切方式存在的计算工程大、投切表格数据占用存储空间大等问题。此外，本发明提供的交流滤波器投切系统能够针对当前直流输电系统的运行方式，选择合适的交流滤波器进行投切，使得交流滤波器的投切操作更具灵活性。
基于上述交流滤波器投切系统的技术方案，本发明的第二方面提供一种交流滤波器投切方法，包括以下步骤：
步骤101，在所述高压直流输电系统中仅设置有初始交流滤波器时，获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；
步骤102，根据所述各次初始谐波电流，和设置在高压直流输电系统中的初始交流滤波器的各次初始总阻抗，得到交流母线处的初始畸变率指标；
步骤103，判断所述初始畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则返回步骤101；如果否，则执行步骤104；
步骤104，向所述高压直流输电系统中模拟投入一交流滤波器，并获得模拟投入交流滤波器后，高压直流输电系统中投入的全部交流滤波器对应的各次目标总阻抗；根据所述各次初始谐波电流、所述各次初始换流变网侧谐波电流、所述各次初始总阻抗，以及所述各次目标总阻抗，获得向所述高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器后所述交流母线处的各次目标谐波电压，根据所述各次目标谐波电压，得到交流母线处的目标畸变率指标；
步骤105，判断所述目标畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则执行步骤106；如果否，则返回步骤104，且在重新执行步骤104时，向所述高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器的种类，与已模拟投入过的交流滤波器的种类不相同；
步骤106，根据所述步骤104中向所述高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器的种类，对所述高压直流输电系统进行交流滤波器的实际投切操作。
本发明提供的交流滤波器投切方法所能产生的有益效果与本发明所提供的交流滤波器投切系统的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的交流滤波器投切系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的交流滤波器投切方法的流程图。
附图标记：
11-第一电流互感器， 12-第二电流互感器，
13-矢量运算器， 14-电流分解器，
20-滤波器总阻抗获取装置， 30-初始畸变率指标获取装置，
40-交流母线， 50-目标畸变率指标获取装置，
60-畸变率指标判断装置， 70-交流滤波器选择装置，
71-大组断路器， 72-小组断路器，
73-交流滤波器， 80-交流滤波器投切指示装置。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的交流滤波器投切系统及投切方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的交流滤波器投切系统包括：
与高压直流输电系统中直流换流站的交流母线40相连的各次初始谐波电流获取装置，各次初始谐波电流获取装置用于在高压直流输电系统中仅设置有初始交流滤波器时，获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；需要说明的是，上述初始交流滤波器是指为了满足高压直流输电系统的运行，在高压直流输电系统中设置的初始交流滤波器，而不是通过交流滤波器投切系统投入的。上述流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，指的是流入高压直流输电系统中设置的初始交流滤波器整体的各次初始谐波电流。可选的，上述高压直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的换流器，但不仅限于这种高压直流输电系统。
与高压直流输电系统中已投入的初始交流滤波器相连的滤波器总阻抗获取装置20，滤波器总阻抗获取装置20用于获取初始交流滤波器的各次初始总阻抗；上述各次初始总阻抗指设置的全部初始交流滤波器的各次初始总阻抗(初始交流滤波器的工作频率不同，其所对应的各次初始谐波阻抗不同)。
与各次初始谐波电流获取装置相连，且与滤波器总阻抗获取装置20相连的初始畸变率指标获取装置30，初始畸变率指标获取装置30用于根据各次初始谐波电流和各次初始总阻抗，得到交流母线40处的初始畸变率指标。
与初始畸变率指标获取装置30相连的畸变率指标判断装置60，畸变率指标判断装置60用于判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值。
与畸变率指标判断装置60相连，且与交流母线40相连的交流滤波器选择装置70，交流滤波器选择装置70还与滤波器总阻抗获取装置20相连；当初始畸变率指标不小于(大于或等于)预设警戒值时，交流滤波器选择装置70用于选择要模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73；滤波器总阻抗获取装置20还用于获取向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后，投入的全部交流滤波器73(包括设置的初始交流滤波器和模拟投入的交流滤波器73)对应的各次目标总阻抗。
与各次初始谐波电流获取装置相连，且与滤波器总阻抗获取装置20相连的目标畸变率指标获取装置50，目标畸变率指标获取装置50还与畸变率指标判断装置60相连，目标畸变率指标获取装置50用于根据各次初始谐波电流、各次初始换流变网侧谐波电流、各次初始总阻抗，以及各次目标总阻抗，获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后交流母线40处的各次目标谐波电压，再根据各次目标谐波电压获取目标畸变率指标；畸变率指标判断装置60还用于判断目标畸变率指标是否小于预设警戒值；如果否，交流滤波器选择装置70还用于选择与已模拟投入过的交流滤波器73的种类不相同的交流滤波器73，并将其模拟投入到高压直流输电系统中；目标畸变率指标获取装置50用于再次获得对应的目标畸变率指标，畸变率指标判断装置60还用于再次判断对应的目标畸变率指标，直至模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73对应的目标畸变率指标小于预设警戒值为止。
与畸变率指标判断装置60相连，且与交流滤波器选择装置70相连的交流滤波器投切指示装置80，当目标畸变率指标小于预设警戒值时，交流滤波器投切指示装置80用于指示向高压直流输电系统中投入与小于预设警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器73。需要说明的是，与小于预设警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器73是指：将交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中后，需要根据模拟投入的交流滤波器73的阻抗获得对应的目标畸变率指标，因此，获得的每一个目标畸变率指标均对应一个交流滤波器73。
上述交流滤波器投切系统的工作过程为：在高压直流输电系统中只设置有初始交流滤波器时，各次初始谐波电流获取装置获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；初始畸变率指标获取装置30根据各次初始谐波电流，和设置在高压直流输电系统中的初始交流滤波器的各次初始总阻抗，得到交流母线40处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置60判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值，若小于，则各次初始谐波电流获取装置和初始畸变率指标获取装置30相配合重新获得下一时刻交流母线40处的初始畸变率指标，畸变率指标判断装置60对重新获得的初始畸变率指标进行判断；若大于，则交流滤波器选择装置70选择要模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73；将交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中后，滤波器总阻抗获取装置20获取向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后，高压直流输电系统中投入的全部交流滤波器73对应的各次目标总阻抗；目标畸变率指标获取装置50根据各次初始谐波电流、各次初始换流变网侧谐波电流、各次初始总阻抗，以及各次目标总阻抗，获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后交流母线40处的各次目标谐波电压，且目标畸变率指标获取装置50还根据各次目标谐波电压，得到交流母线40处的目标畸变率指标。
畸变率指标判断装置60判断目标畸变率指标是否小于预设警戒值，当目标畸变率指标小于预设警戒值时，交流滤波器投切指示装置80指示向高压直流输电系统中投入与小于预设第一警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器73；当目标畸变率指标大于或等于预设警戒值时，交流滤波器选择装置70可以重新选择与已模拟投入过的交流滤波器73不同种类的交流滤波器73，再次模拟投入到高压直流输电系统中，并重新获取目标畸变率指标，以及重新判断目标畸变率指标，直至目标畸变率指标小于预设警戒值为止。
根据上述交流滤波器投切系统的结构和工作过程可知，本发明实施例提供的交流滤波器投切系统中，各次初始谐波电流获取装置能够获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；初始畸变率指标获取装置30能够结合各次初始谐波电流和初始交流滤波器的各次初始总阻抗，获得未向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73时，交流母线40处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置60能够将初始畸变率指标与预设警戒值进行比较，并确定是否需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73；当需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73时，交流滤波器选择装置70能够选择一交流滤波器73，并将其模拟投入到高压直流输电系统中，模拟投入后，目标畸变率指标获取装置50能够获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后交流母线40处的目标畸变率指标，畸变率指标判断装置60能够再次对目标畸变率指标进行判断，当目标畸变率指标小于预设警戒值时，交流滤波器投切指示装置80能够指示向高压直流输电系统中投入与小于预设警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器73。当目标畸变率指标大于或等于预设警戒值时，交流滤波器选择装置70能够选择与已投入过的交流滤波器73的种类不相同的交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中，并重新获得目标畸变率指标，直至获得小于预设警戒值的目标畸变率指标为止，将满足要求的交流滤波器73投入到高压直流输电系统中。
因此，本发明实施例提供的交流滤波器投切系统不需要分析在各种功率水平下交流滤波器73的投切组合，且不需要生成对应的交流滤波器73投切表格数据，很好的避免了现有技术中交流滤波器投切方式存在的计算工程大、投切表格数据占用存储空间大等问题。此外，本发明提供的交流滤波器投切系统能够针对当前直流输电系统的运行方式，选择合适的交流滤波器73进行投切，使得交流滤波器73的投切操作更具灵活性。
需要说明的是，上述初始畸变率指标、目标畸变率指标和预设警戒值可以根据高压直流输电系统实际运行需要来设定(畸变率指标满足小于预设警戒值的要求，能够保证高压直流输电系统安全稳定的运行)；可选的，初始畸变率指标包括三次初始谐波电压畸变率、五次初始谐波电压畸变率、偶数次最大初始谐波电压畸变率、奇数次最大初始谐波电压畸变率、总电压初始谐波畸变率和初始电话谐波波形系数等6个指标；目标畸变率指标包括三次目标谐波电压畸变率、五次目标谐波电压畸变率、偶数次最大目标谐波电压畸变率、奇数次最大目标谐波电压畸变率、总电压目标谐波畸变率和目标电话谐波波形系数等6个指标；预设警戒值包括三次预设谐波电压畸变率、五次预设谐波电压畸变率、偶数次最大预设谐波电压畸变率、奇数次最大预设谐波电压畸变率、总电压预设谐波畸变率和预设电话谐波波形系数。
在判断初始畸变率指标和目标畸变率指标是否小于预设警戒值时，三次初始谐波电压畸变率和三次目标谐波电压畸变率均对应与三次预设谐波电压畸变率相比较；五次初始谐波电压畸变率和五次目标谐波电压畸变率均对应与五次预设谐波电压畸变率相比较；偶数次最大初始谐波电压畸变率和偶数次最大目标谐波电压畸变率均对应与偶数次最大预设谐波电压畸变率相比较；奇数次最大初始谐波电压畸变率和奇数次最大目标谐波电压畸变率均对应与奇数次最大预设谐波电压畸变率相比较；总电压初始谐波畸变率和总电压目标谐波畸变率均对应与总电压预设谐波畸变率相比较；初始电话谐波波形系数和目标电话谐波波形系数均对应与预设电话谐波波形系数相比较。值得注意的是，上述初始畸变率指标对应的6个指标和目标畸变率指标对应的6个指标中，只要有一个指标不满足小于对应的预设警戒值，则交流滤波器选择装置70就需要选择合适的交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中。
上述初始畸变率指标和目标畸变率指标的具体计算方式如下：
三次谐波电压畸变率的计算公式为：
其中，D3为三次谐波电压畸变率，U1为基波电压，U3为三次谐波电压，且U3满足：
U3＝I3×R3公式二
其中，I3为三次谐波电流，R3为三次总阻抗。
五次谐波电压畸变率的计算公式为：
其中，D5为五次谐波电压畸变率，U5为五次谐波电压，且U5满足：
U5＝I5×R5公式四
其中，I5为五次谐波电流，R5为五次总阻抗。
奇数次最大谐波电压畸变率计算公式为：
其中，Doddmax为奇数次最大谐波电压畸变率，Uoddmax为奇数次最大谐波电压，且Uoddmax满足：
Uoddmax＝max(Iodd×Rodd)公式六
其中，Iodd为奇数次谐波电流，Rodd为奇数次总阻抗。
偶数次最大谐波电压畸变率计算公式为：
其中，Devemax为偶数次最大谐波电压畸变率，Uevemax为偶数次最大谐波电压，且Uevemax满足：
Uevemax＝max(Ieve×Reve)公式八
其中，Ieve为偶数次谐波电流，Reve为偶数次总阻抗。
总电压谐波畸变率计算公式为：
其中，Deff为总电压谐波畸变率，Dn为n次谐波电压畸变率。
电话谐波波形系数计算公式为：
其中，THFF为电话谐波波形系数，Un为n次谐波电压，Fn＝pnnf0/800，其中pn为听力加权系数，该系数在相关标准中可以查到；n为谐波次数，f0为电网基频。U为线对地电压有效值，可由下式计算得到：
Un满足：
Un＝In×Rn公式十二
其中，In为n次谐波电流，Rn为n次总阻抗。
在对应计算初始畸变率指标时，只需将公式一至公式十二中的谐波电压替换成相应的初始谐波电压，谐波电流替换成相应的初始谐波电流，总阻抗替换成相应的初始总阻抗即可，在对应计算目标畸变率指标时，只需将公式一至公式十二中的谐波电压替换成相应的目标谐波电压，谐波电流替换成相应的目标谐波电流，总阻抗替换成相应的目标总阻抗即可。
上述各次初始谐波电流获取装置的实际结构多种多样，下面给出各次初始谐波电流获取装置的一种具体结构，并对各次初始谐波电流获取装置的工作过程进行详细说明。
上述各次初始谐波电流获取装置包括：
与换流变网侧的交流母线40相连的第一电流互感器11，第一电流互感器11用于测量换流变网侧的交流母线40处的电流，并获得换流变网侧电流。
与交流进线侧的交流母线40相连的第二电流互感器12，第二电流互感器12用于测量交流进线侧的交流母线40处的电流，并获得交流进线电流。
与第一电流互感器11相连，且与第二电流互感器12相连的矢量运算器13，矢量运算器13用于获取换流变网侧电流和交流进线电流的矢量差。
与第一电流互感器11相连，且与矢量运算器13相连的电流分解器14，电流分解器14还与初始畸变率指标获取装置30相连，还与目标畸变率指标获取装置50相连，电流分解器14用于根据换流变网侧电流和交流进线电流的矢量差，获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流；电流分解器14还用于根据换流变网侧电流，获得各次初始换流变网侧谐波电流。具体的，电流分解器14通过傅里叶分解获得各次初始谐波电流和各次初始换流变网侧谐波电流。
请继续参阅图1，上述交流滤波器选择装置70存在多种结构，可选的，交流滤波器选择装置70包括：与交流母线40相连的至少一个大组断路器71；每一个大组断路器71对应连接的若干小组断路器72；与若干小组断路器72一一对应连接的若干交流滤波器73，若干交流滤波器73包括至少两类交流滤波器73。交流滤波器选择装置70在实际选择交流滤波器73时，会先选择大组断路器71，并将其闭合；然后选择与闭合的大组断路器71对应的小组断路器72，并将其闭合，使与闭合的小组断路器72对应的交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中。
上述若干交流滤波器73的种类可选为三调谐交流滤波器、双调谐交流滤波器、C型交流滤波器和并联电容型交流滤波器等；其中双调谐交流滤波器可选DT11/24、DT13/36、DT11/13和DT24/36等，C型交流滤波器可选HP3和HP5等。当然，也可以选择投切其他类型的交流滤波器73，不仅限于上述给出的几种。
请参阅图2，本发明实施例还提供了一种交流滤波器投切方法，包括以下步骤：
步骤101，在高压直流输电系统中仅设置有初始交流滤波器时，获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流(同时获得各次初始谐波电流对应的相位)，和各次初始换流变网侧谐波电流；
步骤102，根据各次初始谐波电流，和设置在高压直流输电系统中的初始交流滤波器的各次初始总阻抗，得到交流母线40处的初始畸变率指标；
步骤103，判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则返回步骤101；如果否，则执行步骤104；
步骤104，向高压直流输电系统中模拟投入一交流滤波器73，并获得模拟投入交流滤波器73后，高压直流输电系统中投入的全部交流滤波器73对应的各次目标总阻抗；根据各次初始谐波电流、各次初始换流变网侧谐波电流、各次初始总阻抗，以及各次目标总阻抗，获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后交流母线40处的各次目标谐波电压，根据各次目标谐波电压，得到交流母线40处的目标畸变率指标；
步骤105，判断目标畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则执行步骤106；如果否，则返回步骤104，且在重新执行步骤104时，向高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器73的种类，与已模拟投入过的交流滤波器73的种类不相同；
步骤106，根据步骤104中向高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器73的种类，对高压直流输电系统进行交流滤波器73的实际投切操作。
本发明实施例提供的交流滤波器投切方法中，各次初始谐波电流获取装置能够获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；初始畸变率指标获取装置30能够结合各次初始谐波电流和初始交流滤波器的各次初始总阻抗，获得未向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73时，交流母线40处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置60能够将初始畸变率指标与预设警戒值进行比较，并确定是否需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73；当需要向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73时，交流滤波器选择装置70能够选择一交流滤波器73，并将其模拟投入到高压直流输电系统中，模拟投入后，目标畸变率指标获取装置50能够获得向高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器73后交流母线40处的目标畸变率指标，畸变率指标判断装置60能够再次对目标畸变率指标进行判断，当目标畸变率指标小于预设警戒值时，交流滤波器投切指示装置80能够指示向高压直流输电系统中投入与小于预设警戒值的目标畸变率指标对应的交流滤波器73。当目标畸变率指标大于或等于预设警戒值时，交流滤波器选择装置70能够选择与已投入过的交流滤波器73的种类不相同的交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中，并重新获得目标畸变率指标，直至获得小于预设警戒值的目标畸变率指标为止，将满足要求的交流滤波器73投入到高压直流输电系统中。
因此，本发明实施例提供的交流滤波器投切方法不需要分析在各种功率水平下交流滤波器73的投切组合，且不需要生成对应的交流滤波器73投切表格数据，很好的避免了现有技术中交流滤波器投切方式存在的计算工程大、投切表格数据占用存储空间大等问题。此外，本发明提供的交流滤波器投切系统能够针对当前直流输电系统的运行方式，选择合适的交流滤波器73进行投切，使得交流滤波器73的投切操作更具灵活性。上述交流滤波器投切方法在实现上述效果的同时，还能够实现对高压直流输电系统中的畸变率指标的实时判断，更好的保证了高压直流输电系统工作在稳定的状态下。
上述初始畸变率指标包括三次初始谐波电压畸变率、五次初始谐波电压畸变率、偶数次最大初始谐波电压畸变率、奇数次最大初始谐波电压畸变率、总电压初始谐波畸变率和初始电话谐波波形系数；目标畸变率指标包括三次目标谐波电压畸变率、五次目标谐波电压畸变率、偶数次最大目标谐波电压畸变率、奇数次最大目标谐波电压畸变率、总电压目标谐波畸变率和目标电话谐波波形系数。
在上述步骤101中，通过第一电流互感器11测量换流变网侧的交流母线40处的电流，并获得换流变网侧电流；
通过第二电流互感器12测量交流进线侧的交流母线40处的电流，并获得交流进线电流；
通过矢量运算器13获取换流变网侧电流和交流进线电流的矢量差；
通过电流分解器14根据换流变网侧电流和交流进线电流的矢量差，获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流；还通过电流分解器14根据换流变网侧电流，获得各次初始换流变网侧谐波电流。
在上述步骤104中，各次目标谐波电压为：
其中，Ux′为x次目标谐波电压，I1x为x次初始换流变网侧谐波电流，I1x-I2x为x次初始谐波电流，Zacf1x为x次初始总阻抗，Zacf2x为x次目标总阻抗，x可以取值为1～n，即对应1次至n次。
向高压直流输电系统中模拟投入一交流滤波器73包括以下步骤：选择大组断路器71，并将其闭合；选择与闭合的大组断路器71对应的小组断路器72，并将其闭合，使与闭合的小组断路器72对应的交流滤波器73模拟投入到高压直流输电系统中。向高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器73的种类包括：三调谐交流滤波器、双调谐交流滤波器、C型交流滤波器和并联电容型交流滤波器等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种交流滤波器投切方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101，在高压直流输电系统中仅设置有初始交流滤波器时，获取流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流，和各次初始换流变网侧谐波电流；
步骤102，根据所述各次初始谐波电流，和设置在高压直流输电系统中的初始交流滤波器的各次初始总阻抗，得到交流母线处的初始畸变率指标；
步骤103，判断所述初始畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则返回步骤101；如果否，则执行步骤104；
步骤104，向所述高压直流输电系统中模拟投入一交流滤波器，并获得模拟投入交流滤波器后，高压直流输电系统中投入的全部交流滤波器对应的各次目标总阻抗；根据所述各次初始谐波电流、所述各次初始换流变网侧谐波电流、所述各次初始总阻抗，以及所述各次目标总阻抗，获得向所述高压直流输电系统中模拟投入交流滤波器后所述交流母线处的各次目标谐波电压，根据所述各次目标谐波电压，得到交流母线处的目标畸变率指标；
步骤105，判断所述目标畸变率指标是否小于预设警戒值，如果是，则执行步骤106；如果否，则返回步骤104，且在重新执行步骤104时，向所述高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器的种类，与已模拟投入过的交流滤波器的种类不相同；
步骤106，根据所述步骤104中向所述高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器的种类，对所述高压直流输电系统进行交流滤波器的实际投切操作。
2.根据权利要求1所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，所述初始畸变率指标包括三次初始谐波电压畸变率、五次初始谐波电压畸变率、偶数次最大初始谐波电压畸变率、奇数次最大初始谐波电压畸变率、总电压初始谐波畸变率和初始电话谐波波形系数；所述目标畸变率指标包括三次目标谐波电压畸变率、五次目标谐波电压畸变率、偶数次最大目标谐波电压畸变率、奇数次最大目标谐波电压畸变率、总电压目标谐波畸变率和目标电话谐波波形系数。
3.根据权利要求1所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，在所述步骤101中，测量换流变网侧的所述交流母线处的电流，并获得换流变网侧电流；
测量交流进线侧的所述交流母线处的电流，并获得交流进线电流；
获取所述换流变网侧电流和所述交流进线电流的矢量差；
根据所述换流变网侧电流和所述交流进线电流的矢量差，获得流入初始交流滤波器的各次初始谐波电流；还通过电流分解器根据所述换流变网侧电流，获得各次初始换流变网侧谐波电流。
4.根据权利要求1所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，在所述步骤104中，各次目标谐波电压为：
其中，Ux′为x次目标谐波电压，I1x为x次初始换流变网侧谐波电流，I1x-I2x为x次初始谐波电流，Zacf1x为x次初始总阻抗，Zacf2x为x次目标总阻抗。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，在所述步骤104中，向所述高压直流输电系统中模拟投入一交流滤波器包括以下步骤：
选择大组断路器，并将其闭合；
选择与闭合的大组断路器对应的小组断路器，并将其闭合，使与闭合的小组断路器对应的交流滤波器模拟投入到所述高压直流输电系统中。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，在所述步骤104中，向所述高压直流输电系统中模拟投入的交流滤波器的种类包括：三调谐交流滤波器、双调谐交流滤波器、C型交流滤波器和并联电容型交流滤波器。
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