CN110460055A - 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置 - Google Patents

高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110460055A
CN110460055A CN201910721578.9A CN201910721578A CN110460055A CN 110460055 A CN110460055 A CN 110460055A CN 201910721578 A CN201910721578 A CN 201910721578A CN 110460055 A CN110460055 A CN 110460055A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alternating current
current filter
transmission system
ratio
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910721578.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110460055B (zh
Inventor
辛清明
赵晓斌
黄莹
郭龙
胡蓉
彭茂兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSG Electric Power Research Institute
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
Original Assignee
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd, Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd filed Critical Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority to CN201910721578.9A priority Critical patent/CN110460055B/zh
Publication of CN110460055A publication Critical patent/CN110460055A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110460055B publication Critical patent/CN110460055B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置，通过根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；根据交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；根据预先检测的多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；根据基波频率变化函数、预先计算的特征次谐波电流、N次容量比值和N次阻抗比值，获得交流滤波器的当前最大能量值；根据当前最大能量值与初始最大能量值，获得交流滤波器的定值评估结果；其能准确评估交流滤波器的定值出交流滤波器是否适用于孤岛运行方式，减小稳态定值评估的计算量。

Description

高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置。
背景技术
高压直流输电系统送端孤岛运行是一种特殊的运行方式，可以减少直流跳闸后潮流转移对交流系统的影响，在改善远距离送电的系统稳定性，提高送电能量等方面有着独特的优势。在孤岛运行方式下，由于送端与主网没有电气联系，其短路容量小于联网方式，使得交直流间的相互影响更为明显；尤其是当直流系统发生单极闭锁时，交流系统频率将大幅变化，将给交流场的相关设备带来影响。由于交流滤波器是依靠固定的调谐点完成滤波功能，因此交流系统频率的大范围波动将严重影响交流滤波器的滤波功能，同时可能导致流入交流滤波器内的谐波电流增大，超出交流滤波器的预先设计的滤波能量范围。
目前，现有的交流滤波器在设计滤波功能时只考虑了频率变化和滤波器元件参数变化，且其考虑的频率范围较小，通常为±0.5Hz。但是在孤岛运行方式故障情况下，系统频率变化范围远大于±0.5Hz，且系统是随时间在波动变化的，基于现有的常规的设计得到的交流滤波器无法适用于孤岛运行方式，目前也没有有效的方法可以有效的判定出设备能力是否满足孤岛要求。因此，如何准确评估交流滤波器是否满足孤岛要求是高压直流输电领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置，其能准确评估交流滤波器的稳态定值，从而判定出交流滤波器是否适用于高压直流输电系统的孤岛运行方式，减小稳态定值评估的计算量。
第一方面，本发明实施例提供了一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，包括以下步骤：
根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；
计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
根据所述当前最大能量值与所述初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
优选地，所述根据所述当前最大能量值与所述交流滤波器的初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果，具体包括：
判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
优选地，所述元件参数包括单：调谐下交流滤波器的基频容量、交流滤波器在增加电阻时的阻频特性；所述系统参数包括：高压直流输电系统的额定电压有效值、高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；
所述根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值，具体包括：
根据公式(1)计算所述N次容量比值A；
其中，Us表示高压直流输电系统的额定电压有效值；N表示调谐点次数；XsN表示高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；Q表示单调谐下交流滤波器的基频容量；
根据公式(2)计算所述N次阻抗比值B；
其中，Rfh表示交流滤波器在增加电阻时的阻频特性。
优选地，所述基波频率变化函数是：
其中，f0表示基波频率，t表示时间点。
优选地，所述根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据所述基波频率变化函数、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，拟合所述交流滤波器的分流比变化函数；
根据所述分流比变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值。
优选地，所述分流比变化函数为：
其中，M表示所有投入的交流滤波器的阻抗，θ表示高压直流输电系统的谐波阻抗角。
优选地，所述根据所述定值变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据公式(5)，计算所述交流滤波器的当前最大能量值S；
其中，I11表示11次调谐点对应的谐波电流，K11(t)表示11次调谐点对应的频率。
优选地，所述方法还包括:
根据所述高压直流换流站中所有投入的交流滤波器的h次谐波等效阻抗和所述交流滤波器的h次谐波阻抗，计算所有投入的交流滤波器的阻抗。
第二方面，本发明实施例提供了一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估装置，包括：
第一能量计算模块，用于检测交流滤波器在稳态运行下的电压值，并根据电压值计算交流滤波器的稳态定值；其中，所述稳态定值包括最大电压有效值；
谐波电流计算模块，用于计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
比值计算模块，用于根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
函数拟合模块，用于检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
第二能量计算模块，用于根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
评估结果获得模块，用于将所述当前最大能量值与所述初始最大能量值进行对比，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
优选地，所述评估结果获得模块包括：判断单元、第一结果输出单元及第二结果输出单元；
所述判断单元，用于判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，所述第一结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，所述第二结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
相对于现有技术，本发明实施的有益效果在于：
通过根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；根据所述当前最大能量值与所述交流滤波器的初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果；依据交流滤波器在孤岛运行下的最大能量值，准确评估交流滤波器的定值，从而判定出交流滤波器是否适用于高压直流输电系统的孤岛运行方式，减小稳态定值评估的计算量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法的流程示意图。
图2是本发明第二实施例提供的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明第一实施例提供了一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其可由高压直流输电系统的交流滤波器定值评估设备来执行，在本发明实施例中，所述高压直流输电系统的交流滤波器定值评估设备可为电脑、手机、平板电脑、笔记本电脑或者服务器等计算设备，所述高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法可作为其中一个功能模块集成与所述高压直流输电系统的交流滤波器定值评估设备上，由所述高压直流输电系统的交流滤波器定值评估设备来执行。
所述高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，包括以下步骤：
S11：根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；
需要说明的是：交流滤波器的稳态定值主要由两部分构成，第一部分为换流器谐波电流产生的应力，第二部分为系统背景谐波电压产生的应力，二者采用叠加原理来进行计算。在孤岛条件下，由于送端换流站不与交流系统相连，可不考虑系统背景谐波电压产生的应力。交流滤波器的稳态定值可通过以下方式获取：检测高压直流输电系统的1到50次谐波电流，并在交流滤波器与高压直流输电系统并联状态下将该谐波电流输入到交流滤波器中，得出交流滤波器的稳态定值，所述稳态定值包括交流滤波器元件在稳态运行条件下的包含谐波的最大电压有效值和最大电流有效值。
进一步地，根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量，具体包括：
根据公式S0＝I0 2XD，计算交流滤波器的初始最大能量；其中，I0表示交流滤波器的稳态定值中的电流值,D表示预设的常数。
S12：计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
S13：根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
S14：检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
S15：根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
S16：根据所述当前最大能量值与所述初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
本发明实施例依据交流滤波器在孤岛运行下的最大能量值，从而判定出交流滤波器是否适用于高压直流输电系统的孤岛运行方式，能准确评估交流滤波器的定值是否适用于较大的频率范围，同时减小稳态定值评估的计算量。
在一种可选的实施例中，所述根据所述当前最大能量值与所述交流滤波器的初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果，具体包括：
判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
在发明实施例中，考虑高压直流输电系统频率大范围变化时，交流滤波器的稳态定值评估，具体地，通过将该交流滤波器的计算所得的当前最大能量值和初始最大能量值对比，从而得出该交流滤波器的稳态定值的评估结果，若定值评估结果判定为不合格，则证明超出交流滤波器的最大设计能量，将所述当前最大能量值输出到用户界面，以使得用户按计算的当前最大能量值修改该交流滤波器的设计；若定值评估结果判定为合格，则维持交流滤波器的初始最大能量值，维持原设计。
需要说明的是，高压直流输电系统中所用交流滤波器一般为双调谐或三调谐交流滤波器，而多调谐滤波器可采用多个并联的单调谐滤波器等效，因此，在本发明实施例中，以单调谐滤波器作为高溢直流输电系统中的交流滤波器进行阻抗计算。具体地：
单调谐滤波器的阻抗表达式如下：
其中L1为电抗器电感值，C1为电容器电容值，ω为高压直流输电系统的角频率，其表达式如下：
ω＝hδω0 (Ⅱ)
其中h为谐波次数，ω0为高压直流输电系统的规定基频角频率，δ为频率比，为高压直流输电系统的实际基频频率与规定基频频率的比值。
设定单调谐滤波器的基频容量为Q，高压直流输电系统的额定电压有效值为Us，则有：
设定单调谐滤波器的调谐次数为N，则有：
综上，单调谐交流滤波器的阻抗表达式为：
在本发明实施例中，考虑阻尼型多调谐滤波器的电阻影响，在上述表达式(Ⅴ)中将增加阻性相。电阻对交流滤波器阻频特性增加的阻性项可表示为：
其中XfnR为与阻尼电阻并联的阻抗值，而R为阻尼电阻值。
则考虑电阻后的滤波器阻抗表达式为：
在本发明实施例中，以表达式(Ⅶ)计算得到的阻抗Zfh作为投入高压直流输电系统的交流滤波器的阻抗。
在一种可选的实施例中，所述方法还包括:
根据所述高压直流换流站中所有投入的交流滤波器的h次谐波等效阻抗和所述交流滤波器的h次谐波阻抗，计算所有投入的交流滤波器的阻抗。
在本发明实施例中，由于高压直流输电系统产生的特征次谐波远大于非特征次谐波，因此交流滤波器中主要的电流为特征次谐波电流，对其设备定值影响最大的也是特征次谐波。交流滤波器的调谐点也设置在特征次谐波上。而在调谐点附近，双调谐或三调谐滤波器的阻抗特性与相同调谐点的单调谐滤波器阻抗特性接近，可近似采用单调谐滤波器阻抗特性来计算。
设交流滤波器与高压直流输电系统阻抗并联，设流入已投入交流滤波器的电流为Ifh，谐波电流源的电流为Ih，则可定义已投入交流滤波器谐波电流分流比Kh如下：
其中，Zsh为高压直流输电系统的h次谐波阻抗，Zfhall为高压直流换流站中所有交流滤波器h次谐波等效阻抗。Zfh为所计算的交流滤波器的h次谐波阻抗。
假设调谐点为N的多调谐滤波器投入的组数为M组，则所有投入的交流滤波器的阻抗可表达为：
当高压直流输电系统运行方式一定时，高压直流输电系统频率出现偏差，对高压直流输电系统阻抗的影响较小。因此，在频率偏差范围内可近似认为高压直流输电系统的谐波阻抗不发生变化。
Zsh＝Rsh+jXsh (Ⅹ)
其中，Zsh为高压直流输电系统的谐波阻抗，Xsh为其虚部，Rsh为其实部。
具体地，根据上述表达式(Ⅰ-Ⅹ)可以得到：
其中，θ表示高压直流输电系统的谐波阻抗角。
在一种可选的实施例中，所述元件参数包括：单调谐下交流滤波器的基频容量、交流滤波器在增加电阻时的阻频特性；所述系统参数包括：高压直流输电系统的额定电压有效值、高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；
所述根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值，具体包括：
根据公式(1)计算所述N次容量比值A；
其中，Us表示高压直流输电系统的额定电压有效值；N表示调谐点次数；XsN表示高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；Q表示单调谐下交流滤波器的基频容量；
根据公式(2)计算所述N次阻抗比值B；
其中，Rfh表示交流滤波器在增加电阻时的阻频特性。
在本发明实施例中，所述元件参数可以直接查询交流滤波器的产品参数获得；所述系统参数同样可以直接查询高压直流输电系统的运行、系统参数获得。依据上述表达式(Ⅰ-Ⅺ)可以直接推算出N次容量比值A和N次阻抗比值B。
在一种可选的实施例中，所述基波频率变化函数是：
其中，f0表示基波频率，t表示时间点。
在一种可选的实施例中，所述根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据所述基波频率变化函数、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，拟合所述交流滤波器的分流比变化函数；
根据所述分流比变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值。
在一种可选的实施例中，所述分流比变化函数为：
其中，M表示所有投入的交流滤波器的阻抗，θ表示高压直流输电系统的谐波阻抗角。
在计算交流滤波器的稳态定值时需要考虑高压直流输电系统的暂态频率偏差,但由于在孤岛运行方式下，频率偏差将超出暂态频率偏差，在本发明实施例中，通过校核孤岛条件下滤波器的稳态定值，以设备的过负荷能力来适应较大频率波动范围内的电流应力的增大。具体的校核孤岛条件下滤波器的稳态定值过程如下：
设定基波频率变化函数是：则有：从而的到函数KN(t)。
在一种可选的实施例中，所述根据所述定值变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据公式(5)，计算所述交流滤波器的当前最大能量值S；
其中，I11表示11次调谐点对应的谐波电流，K11(t)表示11次调谐点对应的频率。
在本发明实施例中，高压直流输电系统的主要谐波集中在11次和13次，而交流滤波器的调谐点也设置在11次和13次，所以，为简化分析，评估频率变化对交流滤波器定值的影响，在本发明实施中值考虑了11次和13次谐波电流的影响。
在较小的频率变化范围内，只需评估对应调谐点次数的谐波电流的影响，如调谐点为11次24次的双调谐滤波器(DT11/24)，只需评估11次谐波电流的影响。但在较大的频率变化范围，如δ＝0.85时，13次谐波电流的实际频率会变成11次，该电流将流入DT11/24中。由此可以得到：
通过上式(6)可以将交流滤波器上的总谐波电流转化为随时间变化的曲线，在本发明实施例中考虑到谐波电流对设备的影响，主要表现为能量的影响，因此可以用I2t曲线来评估其对设备的影响，如上式(5)所示。
相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：
1、相对于传统的交流滤波器算法仅在阻抗圆内寻找滤波器与系统阻抗的谐振点，计算在谐振条件下的滤波器定值，然后将各次谐波最大值组合成定值，本发明实施例考虑频率的变化曲线δ(t)，从而计算胡设备能量随时间变化的函数S,一方面能适用于频率随时间变化时的定值评估，例如孤岛运行方式等系统运行方式，另一方面避免由于系统频率变化过多时导致增大计算量的问题，其能有效较少交流滤波器的定值评估的计算量。
2、通过引入多调谐滤波器的分流比变化函数KN(t),能准确拟合设备的稳态定值变化随频率变化的规律。
3、通过评估交流滤波器在大频率变化下的最大能量，实现了对频率变化后设备能量变化的评估，并可根据频率变化曲线直接计算设备能量S，从而评估出设备的过负荷能力能否满足孤岛要求，简化了交流滤波器的稳态定值评估过程。
请参阅图2，本发明第二实施例提供了一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估装置，包括：
第一能量计算模块1，用于根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；
谐波电流计算模块2，用于计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
比值计算模块3，用于根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
函数拟合模块4，用于检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
第二能量计算模块5，用于根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
评估结果获得模块6，用于将所述当前最大能量值与所述初始最大能量值进行对比，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
在一种可选的实施例中，所述评估结果获得模块6包括：判断单元、第一结果输出单元及第二结果输出单元；
所述判断单元，用于判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，所述第一结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，所述第二结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
在一种可选的实施例中，所述元件参数包括单：调谐下交流滤波器的基频容量、交流滤波器在增加电阻时的阻频特性；所述系统参数包括：高压直流输电系统的额定电压有效值、高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；
所述比值计算模块3包括：
N次容量比值计算单元，用于根据公式(1)计算所述N次容量比值A；
其中，Us表示高压直流输电系统的额定电压有效值；N表示调谐点次数；XsN表示高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；Q表示单调谐下交流滤波器的基频容量；
N次阻抗比值计算单元，用于根据公式(2)计算所述N次阻抗比值B；
其中，Rfh表示交流滤波器在增加电阻时的阻频特性。
在一种可选的实施例中，所述基波频率变化函数是：
其中，f0表示基波频率，t表示时间点。
在一种可选的实施例中，所述最大能量计算模块5包括：
分流比变化函数拟合单元，用于根据所述基波频率变化函数、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，拟合所述交流滤波器的分流比变化函数；
能量计算单元，用于根据所述分流比变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值。
在一种可选的实施例中，所述分流比变化函数为：
其中，M表示所有投入的交流滤波器的阻抗，θ表示高压直流输电系统的谐波阻抗角。
在一种可选的实施例中，所述能量计算单元，具体用于根据公式(5)，计算所述交流滤波器的当前最大能量值S；
其中，I11表示11次调谐点对应的谐波电流，K11(t)表示11次调谐点对应的频率。
在一种可选的实施例中，所述装置还包括:
阻抗计算模块，用于根据所述高压直流换流站中所有投入的交流滤波器的h次谐波等效阻抗和所述交流滤波器的h次谐波阻抗，计算所有投入的交流滤波器的阻抗。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；
计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
根据所述当前最大能量值与所述初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
2.如权利要求1所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述根据所述当前最大能量值与所述交流滤波器的初始最大能量值，获得所述交流滤波器的定值评估结果，具体包括：
判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
3.如权利要求1所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述元件参数包括：单调谐下交流滤波器的基频容量、交流滤波器在增加电阻时的阻频特性；所述系统参数包括：高压直流输电系统的额定电压有效值、高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；
所述根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值，具体包括：
根据公式(1)计算所述N次容量比值A；
其中，Us表示高压直流输电系统的额定电压有效值；N表示调谐点次数；XsN表示高压直流输电系统在N次调谐时的谐波阻抗的虚部；Q表示单调谐下交流滤波器的基频容量；
根据公式(2)计算所述N次阻抗比值B；
其中，Rfh表示交流滤波器在增加电阻时的阻频特性。
4.如权利要求3所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述基波频率变化函数是：
其中，f0表示基波频率，t表示时间点。
5.如权利要求4所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据所述基波频率变化函数、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，拟合所述交流滤波器的分流比变化函数；
根据所述分流比变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值。
6.如权利要求5所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述分流比变化函数为：
其中，M表示所有投入的交流滤波器的阻抗，θ表示高压直流输电系统的谐波阻抗角。
7.如权利要求6所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述根据所述定值变化函数和所述特征次谐波电流，计算所述交流滤波器的当前最大能量值，具体包括：
根据公式(5)，计算所述交流滤波器的当前最大能量值S；
其中，I11表示11次调谐点对应的谐波电流，K11(t)表示11次调谐点对应的频率。
8.如权利要求6所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法，其特征在于，所述方法还包括:
根据所述高压直流换流站中所有投入的交流滤波器的h次谐波等效阻抗和所述交流滤波器的h次谐波阻抗，计算所有投入的交流滤波器的阻抗。
9.一种高压直流输电系统的交流滤波器定值评估装置，其特征在于，包括：
第一能量计算模块，用于根据交流滤波器的稳态定值中的电流值，计算交流滤波器的初始最大能量值；
谐波电流计算模块，用于计算高压直流换流站输入所述交流滤波器的特征次谐波电流；
比值计算模块，用于根据所述交流滤波器的预设的元件参数和高压直流输电系统对应的预设的系统参数，计算N次容量比值和N次阻抗比值；其中，所述N次容量比值是高压直流输电系统的N次容量与交流滤波器的N次容量的比值，N次阻抗比值是交流滤波器的N次等效阻尼电阻与高压直流输电系统的N次阻抗的比值；
函数拟合模块，用于检测所述高压直流输电系统在孤岛运行下的多个基波频率，并根据多个所述基波频率拟合出基波频率变化函数；
第二能量计算模块，用于根据所述基波频率变化函数、所述特征次谐波电流、所述N次容量比值和所述N次阻抗比值，获得所述交流滤波器的当前最大能量值；
评估结果获得模块，用于将所述当前最大能量值与所述初始最大能量值进行对比，获得所述交流滤波器的定值评估结果。
10.如权利要求9所述的高压直流输电系统的交流滤波器定值评估装置，其特征在于，所述评估结果获得模块包括：判断单元、第一结果输出单元及第二结果输出单元；
所述判断单元，用于判断所述当前最大能量值是否大于所述交流滤波器的初始最大能量值；
若是，所述第一结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为不合格；
若否，所述第二结果输出单元，用于输出所述交流滤波器的定值评估结果为合格。
CN201910721578.9A 2019-08-06 2019-08-06 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置 Active CN110460055B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910721578.9A CN110460055B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910721578.9A CN110460055B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110460055A true CN110460055A (zh) 2019-11-15
CN110460055B CN110460055B (zh) 2020-12-18

Family

ID=68485078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910721578.9A Active CN110460055B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110460055B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113671366A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 西安西电开关电气有限公司 信号处理方法及其应用装置、存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11164481A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Toyo Electric Mfg Co Ltd アクティブフィルタの制御方法
CN102074951A (zh) * 2011-01-24 2011-05-25 浙江大学 一种高压直流输电工程直流滤波器设计方法
CN103618332A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 国家电网公司 一种cscc-hvdc系统中可控电容的控制方法
CN103795061A (zh) * 2014-02-27 2014-05-14 国家电网公司 一种高压直流输电系统二次谐波滤波器及其参数设计方法
CN105978039A (zh) * 2016-06-13 2016-09-28 湖南大学 微网孤岛下低频率偏移的三相多逆变器并联运行控制方法
CN107230981A (zh) * 2017-07-07 2017-10-03 华中科技大学 一种含谐波吸收器的串联混合型有源滤波器
CN107645164A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 刘铮 一种新型有源电力滤波器选择性谐波补偿方法
CN107800151A (zh) * 2017-04-10 2018-03-13 中南大学 一种带虚拟无源滤波器的孤岛微网逆变器控制方法
CN109066820A (zh) * 2018-10-23 2018-12-21 四川大学 基于电流下垂特性的并联逆变器功率均分装置及控制方法
CN109813993A (zh) * 2019-01-07 2019-05-28 西南交通大学 一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法
CN109936169A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 并联逆变器之间不平衡和谐波功率的分配控制方法及装置
CN110071527A (zh) * 2019-04-26 2019-07-30 西安理工大学 按比例分配无功负荷和电压幅频自调整改进下垂控制方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11164481A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Toyo Electric Mfg Co Ltd アクティブフィルタの制御方法
CN102074951A (zh) * 2011-01-24 2011-05-25 浙江大学 一种高压直流输电工程直流滤波器设计方法
CN102074951B (zh) * 2011-01-24 2012-12-26 浙江大学 一种高压直流输电工程直流滤波器设计方法
CN103618332A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 国家电网公司 一种cscc-hvdc系统中可控电容的控制方法
CN103795061A (zh) * 2014-02-27 2014-05-14 国家电网公司 一种高压直流输电系统二次谐波滤波器及其参数设计方法
CN103795061B (zh) * 2014-02-27 2015-11-25 国家电网公司 一种高压直流输电系统二次谐波滤波器及其参数设计方法
CN105978039A (zh) * 2016-06-13 2016-09-28 湖南大学 微网孤岛下低频率偏移的三相多逆变器并联运行控制方法
CN107645164A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 刘铮 一种新型有源电力滤波器选择性谐波补偿方法
CN107800151A (zh) * 2017-04-10 2018-03-13 中南大学 一种带虚拟无源滤波器的孤岛微网逆变器控制方法
CN107230981A (zh) * 2017-07-07 2017-10-03 华中科技大学 一种含谐波吸收器的串联混合型有源滤波器
CN109936169A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 并联逆变器之间不平衡和谐波功率的分配控制方法及装置
CN109066820A (zh) * 2018-10-23 2018-12-21 四川大学 基于电流下垂特性的并联逆变器功率均分装置及控制方法
CN109813993A (zh) * 2019-01-07 2019-05-28 西南交通大学 一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法
CN110071527A (zh) * 2019-04-26 2019-07-30 西安理工大学 按比例分配无功负荷和电压幅频自调整改进下垂控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张万荣 等: "±800 kV 特高压直流工程直流滤波器设计关键问题研究", 《南方电网技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113671366A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 西安西电开关电气有限公司 信号处理方法及其应用装置、存储介质
CN113671366B (zh) * 2021-08-25 2024-01-23 西安西电开关电气有限公司 信号处理方法及其应用装置、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN110460055B (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104953606B (zh) 一种孤岛微网公共耦合点电压不平衡网络化分层补偿方法
US9342059B2 (en) Automatic voltage control method based on cooperative game theory
CN107492888B (zh) 一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法
CN105207203B (zh) 一种特高压输电线路高抗补偿方法
CN105842555B (zh) 一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法
CN103094905A (zh) 一种动态无功补偿配置点的选择方法
CN109950862A (zh) 一种自适应电流定值整定方法
CN108400609A (zh) 适应于调相机的抑制多馈入直流换相失败选址方法
CN107425536A (zh) 直流线路入口端谐波阻抗等效模型、计算及频率分析方法
CN107359612A (zh) 一种电能质量对配电网能耗影响的综合评估方法
CN107317336A (zh) 并联阻抗型装置治理背景谐波的方法
WO2019037333A1 (zh) 一种基于直流电流波形曲率变化差异的故障快速识别方法
CN104793082A (zh) 基于谐波相关分析的电力系统谐波源识别装置
CN104362628A (zh) 一种避免大型风电场谐振的控制方法及其装置
CN106058868A (zh) 一种配变谐平装置
CN102798758B (zh) 并联电容器组串联电抗率的测量方法和系统
CN110460055A (zh) 高压直流输电系统的交流滤波器定值评估方法及装置
CN107144732A (zh) 基于集总功率的用户侧谐波源定位方法
CN106199326A (zh) 一种级联型高压变频器的移相变压器匝间短路的检测方法
CN109599885A (zh) 一种特高压直流闭锁换流母线暂态过电压计算方法
CN103904674B (zh) 一种直流输电送端孤岛系统潮流分析方法
CN102044877A (zh) 基于单调谐滤波器等效的三调谐滤波器设计方法
CN105914773A (zh) 一种确定不对称交流电压下换流器交流侧功率极限的方法
CN103901285B (zh) 一种级联型高压变频器功率单元输入缺相的检测方法
CN107528327A (zh) 一种电网电能质量控制设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant