CN106159954A - 一种交流滤波器投切系统及投切方法 - Google Patents

一种交流滤波器投切系统及投切方法 Download PDF

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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

一种交流滤波器投切系统及投切方法
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，在滤波器投切时，采用查表的方式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压获取装置，所述各次初始谐波电压获取装置用于在高压直流输电系统中未投入交流滤波器时，获取交流母线处的各次初始谐波电压；
与所述各次初始谐波电压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压，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；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；
与换流变网侧的所述交流母线相连的各次谐波电流获取装置，所述各次谐波电流获取装置用于获取换流变网侧的交流母线处的各次谐波电流；
与所述各次初始谐波电压获取装置相连，且与所述各次谐波电流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交流滤波器选择装置相连，且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压、所述各次谐波电流和模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗，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，在高压直流输电系统中未投入交流滤波器时，各次初始谐波电压获取装置能够获取交流母线处的各次初始谐波电压；初始畸变率指标获取装置能够根据各次初始谐波电压获得交流母线处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置能够判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值；若初始畸变率指标大于或等于预设警戒值，则交流滤波器选择装置能够选择要模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器；将交流滤波器模拟投入到高压直流输电系统中后，目标畸变率指标获取装置能够获取目标畸变率指标，畸变率指标判断装置能够再次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未投入交流滤波器时，获得所述高压直流输电系统中交流母线处的各次初始谐波电压；
步骤102，根据所述各次初始谐波电压，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换流变网侧的所述交流母线处的各次谐波电流；根据所述各次初始谐波电压、所述各次谐波电流和模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗，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：
10-各次初始谐波电压获取装置， 11-电压互感器，
12-电压分解器， 20-各次谐波电流获取装置，
21-电流互感器， 22-电流分解器，
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压获取装置10，各次初始谐波电压获取装置10用于在高压直流输电系统中未投入交流滤波器73时，获取交流母线40处的各次初始谐波电压；需要说明的是，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。
与各次初始谐波电压获取装置10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压，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，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；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；
与换流变网侧的交流母线40相连的各次谐波电流获取装置20，各次谐波电流获取装置20用于获取换流变网侧的交流母线40处的各次谐波电流；
与各次初始谐波电压获取装置10相连，且与各次谐波电流获取装置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还与交流滤波器选择装置70相连，且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压，各次谐波电流和模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73的阻抗，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还用于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，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未投入交流滤波器73时，各次初始谐波电压获取装置10获取交流母线40处的各次初始谐波电压；初始畸变率指标获取装置30根据各次初始谐波电压，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，则各次初始谐波电压获取装置10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；将交流滤波器模拟投入到高压直流输电系统中后，各次谐波电流获取装置20获取换流变网侧的交流母线40处的各次谐波电流；目标畸变率指标获取装置50根据各次初始谐波电压，各次谐波电流和模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗，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获取目标畸变率指标。
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；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可以重新选择与交流滤波器不同种类的交流滤波器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，在高压直流输电系统中未投入交流滤波器73时，通过各次初始谐波电压获取装置10能够获取交流母线40处的各次初始谐波电压；初始畸变率指标获取装置30能够根据各次初始谐波电压获得交流母线40处的初始畸变率指标；畸变率指标判断装置60能够判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值；若初始畸变率指标大于或等于预设警戒值，则交流滤波器选择装置70能够选择要模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器；将交流滤波器模拟投入到高压直流输电系统中后，目标畸变率指标获取装置50能够获取目标畸变率指标；然后畸变率指标判断装置60能够再次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70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73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73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，U3为三次谐波电压，U1为基波电压。
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。
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。
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。
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，即对应n次，f0为电网基频。U为线对地电压有效值，可由下式计算得到：
在对应计算初始畸变率指标时，只需将公式一至公式七中的谐波电压替换成相应的初始谐波电压(即未投入交流滤波器73时对应的谐波电压)即可，在对应计算目标畸变率指标时，只需将公式一至公式七中的谐波电压替换成相应的目标谐波电压(即已投入交流滤波器73后对应的谐波电压)即可。
上述各次初始谐波电压获取装置10和各次谐波电流获取装置20对应的具体结构均多种多样，下面给出一种具体的各次初始谐波电压获取装置10和各次谐波电流获取装置20，并对各次初始谐波电压获取装置10和各次谐波电流获取装置20的工作过程进行详细说明。
上述各次初始谐波电压获取装置10包括：与交流母线40相连的电压互感器11，电压互感器11用于测量交流母线40处的电压；与电压互感器11相连，且与初始畸变率指标获取装置30相连的电压分解器12，电压分解器12还与目标畸变率指标获取装置50相连，电压分解器12用于根据交流母线40处的电压，获得交流母线40处的各次初始谐波电压；具体的，电压分解器12通过傅里叶分解获得各次初始谐波电压。
上述各次谐波电流获取装置20包括：与换流变网侧的交流母线40相连的电流互感器21，电流互感器21用于测量换流变网侧的交流母线40处的电流；与电流互感器21相连，且与目标畸变率指标获取装置50相连的电流分解器22，电流分解器22用于根据换流变网侧的交流母线40处的电流，获得换流变网侧的交流母线40处的各次谐波电流；更详细的说，电流分解器22通过傅里叶分解获得各次谐波电流。
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；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。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未投入交流滤波器73时，获得高压直流输电系统中交流母线40处的各次初始谐波电压；
步骤102，根据各次初始谐波电压，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，并获得模拟投入交流滤波器73后换流变网侧的交流母线40处的各次谐波电流；根据各次初始谐波电压、各次谐波电流和模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73的阻抗，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，若果是，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。
本发明提供的交流滤波器投切方法中，在高压直流输电系统中未投入交流滤波器73时，获取交流母线40处的各次初始谐波电压；根据各次初始谐波电压获得交流母线40处的初始畸变率指标；判断初始畸变率指标是否小于预设警戒值；若初始畸变率指标大于或等于预设警戒值，选择要模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器，将交流滤波器模拟投入到高压直流输电系统中后，获取目标畸变率指标；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，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，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73(交流滤波器73对应的目标畸变率指标小于预设警戒值)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73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方法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，通过电压互感器11测量交流母线40处的电压，根据测得的交流母线40处的电压获得交流母线40处的各次初始谐波电压。
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，Ux为x次初始谐波电压，Ix为x次谐波电流，x可以取值为1～n，即对应1次至n次，Zacf为模拟投入到高压直流输电系统中的交流滤波器73的阻抗。
且在上述步骤104中，通过电流互感器21测量换流变网侧的交流母线40处的电流，再根据测得的换流变网侧的交流母线40处的电流，获得换流变网侧的交流母线40处的各次谐波电流。
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。
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 (13)

1.一种交流滤波器投切系统，其特征在于，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压获取装置，所述各次初始谐波电压获取装置用于在高压直流输电系统中未投入交流滤波器时，获取交流母线处的各次初始谐波电压；
与所述各次初始谐波电压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压，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；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；
与换流变网侧的所述交流母线相连的各次谐波电流获取装置，所述各次谐波电流获取装置用于获取换流变网侧的交流母线处的各次谐波电流；
与所述各次初始谐波电压获取装置相连，且与所述各次谐波电流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交流滤波器选择装置相连，且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压、所述各次谐波电流和模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗，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。
2.根据权利要求1所述的交流滤波器投切系统，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或2所述的交流滤波器投切系统，其特征在于，所述各次初始谐波电压获取装置包括：
与所述交流母线相连的电压互感器，所述电压互感器用于测量所述交流母线处的电压；
与所述电压互感器相连，且与所述初始畸变率指标获取装置相连的电压分解器，所述电压分解器还与所述目标畸变率指标获取装置相连，所述电压分解器用于根据所述交流母线处的电压，获得交流母线处的各次初始谐波电压。
4.根据权利要求1或2所述的交流滤波器投切系统，其特征在于，所述各次谐波电流获取装置包括：
与换流变网侧的所述交流母线相连的电流互感器，所述电流互感器用于测量换流变网侧的所述交流母线处的电流；
与所述电流互感器相连，且与所述目标畸变率指标获取装置相连的电流分解器，所述电流分解器用于根据换流变网侧的所述交流母线处的电流，获得换流变网侧的交流母线处的各次谐波电流。
5.根据权利要求1或2所述的交流滤波器投切系统，其特征在于，所述交流滤波器选择装置包括：
与所述交流母线相连的至少一个大组断路器；
每一个所述大组断路器对应连接的若干小组断路器；
与所述若干小组断路器一一对应连接的若干交流滤波器，所述若干交流滤波器包括至少两类交流滤波器。
6.根据权利要求5所述的交流滤波器投切系统，其特征在于，所述若干交流滤波器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。
7.一种交流滤波器投切方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101，在所述高压直流输电系统中未投入交流滤波器时，获得所述高压直流输电系统中交流母线处的各次初始谐波电压；
步骤102，根据所述各次初始谐波电压，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换流变网侧的所述交流母线处的各次谐波电流；根据所述各次初始谐波电压、所述各次谐波电流和模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗，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。
8.根据权利要求7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。
9.根据权利要求7所述的交流滤波器投切方法，其特征在于，在所述步骤101中，通过电压互感器测量交流母线处的电压，根据测得的交流母线处的电压获得交流母线处的各次初始谐波电压。
10.根据权利要求7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：
U x ′ = U x × Z a c f U x I x + Z a c f
其中，Ux′为x次目标谐波电压，Ux为x次初始谐波电压，Ix为x次谐波电流，Zacf为模拟投入到所述高压直流输电系统中的交流滤波器的阻抗。
11.根据权利要求7～10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，通过电流互感器测量换流变网侧的交流母线处的电流，根据测得的换流变网侧的交流母线处的电流，获得换流变网侧的交流母线处的各次谐波电流。
12.根据权利要求7～10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。
13.根据权利要求7～10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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