CN1263643A - 用于有源滤波器的控制设备和用于减少双极直流线路中的谐波的方法 - Google Patents

用于有源滤波器的控制设备和用于减少双极直流线路中的谐波的方法 Download PDF

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Abstract

用于在交流和高压直流之间进行转换的双极换流站包括第一和第二有源滤波器(AF1l,AF12),每个有源滤波器具有其自己的控制设备(CE11,CE12)。这些滤波器旨在用于减少通过第一和第二架空线和换流站相连的直流线路中的谐波,并且每个滤波器根据在各个架空线中的谐波电流之和,产生影响数量(IF11,IF12),并把所述影响数量提供给直流线路。控制设备包括频率选择装置(BP,CTR),其影响各个影响数量的频率含量,使得基本上处于至少两个预定的互不重叠的第一、第二频带中的一个内。在换流站的双极操作期间,用于有源第一滤波器的控制设备中的频率选择装置影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量,使得处于第一频带内,并且用于第二有源滤波器的控制设备中的频率选择装置影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量,使得处于所述第二频带内。

Description

用于有源滤波器的控制设备 和用于减少双极直流线路中的谐波的方法
技术领域
本发明涉及一种在交流和高压直流之间进行转换的双极换流站中的分别用于第一和第二有源滤波器的一对第一和第二控制设备，所述滤波器用于减少和换流站相连的直流线路中的谐波，并涉及一种借助于第一和第二有源滤波器减少和双极换流站相连的直流线路中的谐波的方法。
每个控制设备包括频率选择装置，其影响由各个有源滤波器产生的影响数量的频率含量，使得所述频率含量基本上处于至少两个预定的互不重叠的频带即第一频带和第二频带之一内。
背景技术
被连接在交流线路和直流线路之间的在交流和高压直流之间进行转换的换流器，由于其工作方式而在交流电网的电流和直流线路的电压中产生谐波。和直流线路电压谐波有关的电流，特别是所谓的接地方式电流，构成对位于直流线路附近的电信设备的干扰源。为了最大程度地消除这些干扰，经常在直流线路中使用无源的并联滤波器，其被调谐到等于换流器的脉冲数和交流电网的系统频率的乘积的整数倍的频率，并且被设计成高通滤波器。这些滤波器一般便能完全去除直流线路中的谐波。其理由是，例如，系统频率和滤波器中的元件值的漂移，此外，还由于这样的事实，即在谐振频率下的滤波器阻抗和系统其它部分的阻抗相比，并不总是可以忽略的。此外，在换向期间，由于在交流电网中的相位不对称，一般也会产生和上述频率不同频率的谐波。
因此，无源滤波器目前经常需要利用有源滤波器补充，有源滤波器以电流的形式或电压的形式向直流线路提供有影响的频率，以便减少由上述现象产生的谐波的幅值。通过测量在直流电流中的剩余谐波含量，可以以电流或电压的形式给出被提供的电流或电压，使得在原理上，可以完全消除谐波含量。这种滤波器包括功率放大器，其由被供给谐波的测量值的控制设备控制，所述谐波测量值通常是根据直流线路中的谐波电流而形成的实际电流值。控制设备根据谐波的参考值和其测量值的差，产生供给功率放大器的控制信号。根据所述控制信号，功率放大器产生影响数量，并把所述影响数量提供给直流线路作为串联数量或并联数量之一。这种滤波器电路由L.Gyugyi和E.C.Strycula说明了，见“Active AC Power Filters”，IAS 76 Annual，Paper 19-C。该文件描述了用于交流电网的滤波器，但是，在原理上类似的电路也可以用于直流线路。实际上，在功率放大器和干扰源并联的情况下，影响数量通常作为并联数量被提供，在这种情况下，干扰源是换流器。
控制信号由控制器形成，所述控制器通常具有比例或比例/积分特性，这种控制器被供给上述的谐波的参考值和测量值的差值。
这种控制器的例子在已经公开的国际专利申请WO93/09585中描述了。这种控制器以脉冲串的形式重复地形成控制信号，其重复时间相应于干扰源的重复性，在这种情况下，即在换流器中两次换向之间的时间，并且包括延迟滤波器，用于使控制器适应于和控制器相连的外部电路的传递函数中的时间延迟。
控制器还可以包括滤波器装置，用于减少或消除在其输出信号中的某个频率分量或频带，例如，在较低的频率范围内，其对环境的干扰影响较低，但是其要求功率放大器具有较高的功率输出才能被消除。
未公开的瑞典专利申请9700897-3描述了一种有源滤波器的控制设备，其包括至少一个，一般多个，彼此相同设置的控制单元，每个用于减少直流电流的交流分量的音频频率nω中的一个单频。在这种结构中，单频指的是干扰信号，例如频率为音频频率nω的谐波电流，其中ω代表交流电网的系统频率，n代表单频的阶数，是一个不等于0的实数，最好是整数，n＝n1，n2，..nm。尤其是在用于高压直流传输的设备中，包括换流器在内，由于其操作方式的原因，在其直流电压侧，产生阶数q＝kp到交流电压电网的系统频率的谐波，其中p是换流器的脉冲数，k是正整数，阶数可以选择为换流器的脉冲数的整数倍。
每个控制单元被供给实际的电流值，并且根据实际电流值产生输出信号。根据这个输出信号，产生有源滤波器的控制信号，或者在控制设备包括多个控制单元的情况下，根据它们的输出信号的和，产生有源滤波器的控制信号，借以实现同时减少音频nω＝n1ω，n2ω，...nmω多个电流谐波的幅值。
每个控制单元包括第一频率变换部件，其形成和各个控制单元相关的单频的幅值和相位位置的值。然后，这些值在具有比例/积分特性的单独的控制器中被分别进行处理，其中来自两个控制器的输出信号相加，并且频率等于和该控制器相关的单频频率的输出信号被再造。使控制单元的传递函数相对于幅值和相位位置适应于和该控制单元相连的外电路的传递函数。
用于双极操作的换流站主要包括两个换流器，它们被串联连接在直流侧上，并且产生相对于地具有正极性和负极性的直流电压(图1)。换流器之间的互连点通过电极线路和地相连，并且直流线路包括两个架空线路，它们分别由正电压和负电压供电。在双极操作期间，通过电极线路的电流是0或者接近于0，因而功率经过架空线路传输。只有在异常情况下，例如在架空线故障或者维修的情况下，换流站用于单极操作，在这种情况下，直流电路由一条架空线路和与该架空线连接的另一个换流站的地连接构成。
在上述那种换流站中，有源滤波器通常被连接在每个架空线路和地之间，借以使得滤波器控制的目的是减少接地方式电流中的谐波含量。使滤波器的每个控制设备适合于根据两个架空线路的谐波电流之和形成控制信号，以便减少所述谐波电流之和，研究表明，尤其在这种操作情况下，其中两个控制设备被供给相同的实际电流值，可以引起在滤波器之间的干扰现象，其特征在于，每个滤波器产生引起某个频率含量的谐波电流的影响数量，接着，第二滤波器试图通过形成具有相应频率含量的影响数量来减少上述的影响数量。这种现象导致直流线路中谐波含量的不稳定控制。
发明概述
本发明的目的在于提供一种在本说明的引言部分所述的那种方法，其能够使得稳定而高效地减少在换流站的双极操作期间的接地方式电流中的谐波，并提供一种实现该方法的装置。
按照本发明，上述目的是这样实现的：每个控制设备包括频率选择装置，其影响由各个有源滤波器产生的影响数量的频率含量，使得所述频率含量基本上处于至少两个预定的互不重叠的频带即第一频带和第二频带之一内。
从下面的说明和权利要求将清楚地看出本发明的有利的改进。
下面结合附图更加详细地说明本发明，所有附图都是示意性的，并且分别以单线图和方块图的形式表示，其中
图1是用于传输高压直流电流的双极设备，具有和直流线路相连的有源滤波器；
图2是在按照图1的设备中的双极换流站；
图3是在按照图2的换流站中的包括按照本发明的频率选择装置的偏差形成单元的一个实施例；
图4是在按照图2的换流站中的包括按照本发明的频率选择装置的偏差形成单元和控制单元的一个实施例；
图5是在按照图2的换流站中的包括按照本发明的频率选择装置的控制设备的一个实施例；
图6A-6D说明在按照图1的设备的实施例中，由具有一对按照本发明的控制设备的有源滤波器产生的影响数量的频率含量；以及
图7A-7D说明在按照图1的设备的实施例中，由具有一对按照本发明的控制设备的，包括单频控制器的有源滤波器产生的影响数量的频率含量。
优选实施例的详细描述
下面对本发明的方法和装置进行说明。
方块图表示测量值和用于形成在其它所示的方块中使用的某些计算值的曲线。为了简明，在这些测量值和这些方块之间的互连线在某些情况下被省略了，但是应当理解，各个计算值是从这些形成这些计算值的方块中取出的，并且这些测量值用已知的方式被形成，其中借助于测量在高压直流传输设备中的相应的量。
此外，应当理解，虽然图中所示的方块被称为单元，部件，滤波部件等等，但是应当理解为这些是为实现所需的功能的装置，尤其是在其功能是利用微处理器中的软件来实现的情况下。
图1以单线图的形式说明用于高压直流传输的双极设备的已知的结构。双极换流站包括换流器CV11和换流器CV12，每个换流器在其交流侧和交流电网N1相连。换流器的结构是公知的，虽然图中没有具体示出，但是可以认为例如它们是按照12脉冲的连接被设置的。换流变压器，交流滤波器和其它为这种换流站而按常规方式设置的交流设备被假定包括在交流电网中。换流器在其直流侧分别通过两个中性导体NC11和NC12串联连接，并且在中性导体之间的互连点通过电极线路EL1和接地电极GE1相连。换流器CV11通过平波电抗器LD11和第一架空线PC1相连，换流器CV12通过平波电抗器LD12和第二架空线PC2相连。电流ICV11通过换流器CV11流动，电流ICV12通过换流器CV12流动。在架空线PC1上的连接点J111和中性导体NC11上的连接点J112之间，连接着包括无源滤波器PF11和第一有源滤波器AF11的串联电路。在架空线中的电流I1包括直流分量和谐波电流，并利用第一电流检测部件AV11检测，其根据谐波电流值形成实际电流值作为输出信号SI1。实际电流值SI1被提供给第一个控制设备CE11，其根据输入的信号形成用于控制第一有源滤波器的控制信号SC11。有源滤波器形成一个影响数量，在本实施例中即滤波器电流IF11，该电流在连接点J111被加到流过换流器的电流ICV11。因而，在架空线PC1中的电流I1包括两个电流ICV11和IF11之和。
在架空线PC2上的连接点J121和中性导体NC12上的连接点J122之间，连接着包括无源滤波器PF12和第二有源滤波器AF12的串联电路。第二电流检测部件AV12以和所述类似的方式形成依赖于架空线PC2中的谐波电流的实际电流值S12，该实际电流值被提供给第二个控制设备CE12，其根据输入的信号形成用于控制第二有源滤波器的控制信号SC12。第二有源滤波器形成一个影响数量，在本实施例中即滤波器电流IF12，该电流在连接点J121被加到流过换流器的电流ICV12。因而，在架空线PC2中的电流I2包括两个电流ICV12和IF12之和。
图1还示出了另一个双极换流站，其包括换流器CV21和换流器CV22，它们的交流侧和交流电网N2相连。换流器CV21通过平波电抗器LD21和第一架空线PC1相连，换流器CV22通过平波电抗器LD22和第二架空线PC2相连。换流器在其直流侧分别通过两个中性导体NC21和NC22串联连接，并且在中性导体之间的互连点通过电极线路EL2和接地电极GE2相连。除此之外，该换流站以和上述相同的方式构成，因而，当把上述相应块的标号以及电流与信号的标号的下标11用下标21代替，下标12用下标22代替时，上面的说明同样适用。
在下面的说明中，交流电网的系统频率用ω表示。
在按照图1的设备的实施例中，用于有源滤波器的控制设备适应于减少接地方式电流中的谐波电流，按照图中所选的架空线电流的参考方向，所述接地方式电流是这些电流的和的一半。因此，所有的控制设备被供给实际电流值SI1和实际电流值SI2，并适用于根据这两个实际电流的和形成控制信号。
一般地说，在参照图1所述的设备中，用于有源滤波器的控制设备被这样设置，使得每个有源滤波器产生的影响数量的频率含量等于谐波电流的频率含量。如上所述，例如在较低的频率范围内的某个频率分量或频带可能被抑制，使得减少功率放大器的功率输出。为此目的，对于包括在设备中的所有有源滤波器，以类似方式抑制这些频率分量或频带。
按照本发明每件控制设备被修改使其包括频率选择装置，其影响各个影响数量的频率含量，使所述频率含量基本上位于至少两个预定的互不重叠的频带即第一频带和第二频带之一内。在换流站的双极操作期间，在用于第一有源滤波器的控制设备中的频率选择装置适用于影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量，使所述频率含量处于第一频带内，并且在用于第二有源滤波器的控制设备中的频率选择装置适用于影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量，使所述频率含量处于第二频带内。
这在图6A和图6B进行说明，图中的水平轴是频率ω。在图6A中，FC/IF11指的是在由第一有源滤波器产生的影响数量的频率含量，即在参照图1说明的设备的实施例中的滤波电流IF1中的频率含量，示出了第一频带FR1，在图6B中，FC/IF12指的是在由第二有源滤波器产生的影响数量的频率含量，即在这种情况下是在滤波电流IF2中的频率含量，示出了第二频带FR2。该图还说明，所述的两个频带被这样选择，使得它们互不重叠。
图2更详细地示出了在按照图1的设备的双极换流站的有源滤波器的一件控制设备。此外，图2相应于图1的左方的部分，并且在两个图中相同的标号代表相同的元件。每件控制设备CE11和CE12包括偏差形成单元DEVU，它们被供给实际电流值SI1和SI2(在本实施例中假定如上所述有源滤波器适用于减少接地方式电流)。各个偏差形成单元根据谐波的参考值信号REF(该图中没有示出)和实际电流值的和产生偏差信号，在图中分别表示为SD11和SD12。每件控制设备还包括控制装置CTR，其被供给各自的偏差信号，并根据偏差信号而产生控制信号，在图中分别表示为SC11和SC12，分别用于第一和第二有源滤波器。
图3说明本发明的一个实施例，其中在偏差形成单元中包括频率选择装置。实际电流值SI1和SI2在求和部件21相加，得到和的实际值SSI。和的实际值被提供给带通滤波器单元BP，带通滤波器以在本质上是公知的方式适用于输出被提供的信号中的具有选择的频率含量的那些分量，例如处于上述第一频带内的那些分量，作为输出信号SSB，但是阻止其它分量通过。这在图中被示意地说明了，在本实施例中分别通过包括在带通滤波单元中的3个带通滤波部件BP1，BP2和BP3实现上述功能。每个带通滤波部件适用于以公知的方式在其输出信号中输出处于某个频带内的所需的那些信号分量，但是阻止其它分量通过。这些部件的每一个分别通过开关部件SW1，SW2和SW3被供给和的实际值，所述开关部件可以按照指令信号FSEL操作。来自所有带通滤波部件的输出信号被提供给求和部件23，并作为带通滤波部件输出信号的和形成带通滤波单元的输出信号SSB。
来自带通滤波单元的输出信号SSB和上述的参考值信号REF被提供给求和部件22，其作为输出信号形成参考值信号和输出信号的差的偏差信号SD。参考值信号最好是0。
例如，在第一个控制设备中的带通滤波部件BP1适用于输出具有处于第一频带内的频率含量的分量，在第二个控制设备中的带通滤波部件BP2适用于输出具有处于第二频带内的频率含量的分量。如果在第一个控制设备中开关部件SW1是闭合的，而其它开关部件是打开的，并且在第二个控制设备中开关部件SW2是闭合的，而其它开关部件是打开的，这样，在第一架空线上的第一有源滤波器将提供由该滤波器产生的影响数量，其具有处于第一频带内的频率含量，而在在第二架空线上的第二有源滤波器将提供由该滤波器产生的影响数量，其具有处于第二频带内的频率含量。
图4说明本发明的一个实施例，其中在控制装置CTR中包括频率选择装置。实际电流值SI1，SI2被供给求和部件31，其形成和实际值SSI作为输出信号。和实际值和参考值信号被提供给求和部件32，其根据参考值信号和和实际值的差形成偏差信号SD作为输出信号。控制装置包括多个，在本实施例中是3个，控制单元RD1，RD2，RD3，它们分别以和本说明的引言部分中参考未公开的瑞典专利申请9700897-3所述的那种控制单元相同的方式构成，其每个用于减少接地方式电流中的音频nω的一个单频。在本实施例中在原理上含有发生在电流I1和I2中的所有谐波的偏差信号，被提供给每个控制单元。信号发生部件33根据交流电网的系统频率ω的提供值和指令信号FSEL，以已知的方式，对于每个阶数n，提供正弦信号SSIN(n)＝sin(nωt)和余弦信号SCOS(n)＝con(nωt)，
所述指令信号含有关于至少一个一般几个一个或几个单频的阶数n的信息。
每个控制单元以已知的方式，例如在引言中所述的方式，根据偏差信号形成一个输出信号。来自所有控制单元的输出信号被提供给求和部件34，求和部件34作为输出信号，根据控制单元的输出信号的和，根据控制单元的输出信号的和，形成用于和各自的控制设备相关的有源滤波器的控制信号，在图中对于第一有源滤波器标号为SC11。
在这种结构中，如果在第一件控制设备中形成相应于阶数n＝n1的正弦和余弦信号，并被提供给控制单元RD1，并且在第二件控制设备中，形成相应于阶数n＝n2的正弦和余弦信号，并被提供给控制单元RD2，则第一有源滤波器将在第一架空线上提供由该滤波器产生的影响数量，其具有相应于单频nω＝n1ω的频率的频率含量，并且第二有源滤波器将在第二架空线上提供由该滤波器产生的影响数量，其具有相应于单频nω＝n2ω的频率的频率含量。这在图7A和图7B中被说明了，图6A和图6B中其它部分的说明也适用于图7A和图7B。图7A和图7B也说明了所述的两个阶数被这样选择，使得它们不相一致。
本发明的另一个实施例如图5所示，其中说明频率选择装置被设置在各个电流检测部件中的情况。带通滤波器单元BP，其可以是参照图3所述的那一种带通滤波器单元，并被提供给来自电流检测部件AV11的实际电流值SI1。在图中标号为SI1B的来自带通滤波单元的输出信号和相应的根据第二架空线PC2中的电流I2以类似方式形成的输出信号SI2B被提供给偏差形成单元DEVU。在本实施例中，该单元可以是参照图4所述的那一种，其区别仅仅在于，代替被提供给实际电流值SI1和SI2，其被提供给来自各个带通滤波单元的输出信号SI1B和SI2B。这些带通滤波单元被包括在控制设备中，不过在本实施例中它们在物理上位于各自的电流检测部件附近，在图中由点划线示出了。
在本发明的一个优选实施例中，频率选择装置，如图3，4，6和7所示，可以被这样设计，使得每个频率选择装置影响由各个滤波器产生的影响数量的频率含量，使其也处于不和第一与第二频带重叠的第三预定频带FR3内。
在图3所示的实施例中，在第一控制设备中的带通滤波器部件BP3适用于输出具有处于第三频带内的频率含量的分量。在这种情况下，如果在第一件控制设备中，开关部件SW1和SW3闭合而开关SW2打开，并且在第二件控制设备中，开关部件SW2闭合而其它开关部件打开，则第一有源滤波器将在第一架空线上提供由该滤波器产生的影响数量，其具有处于第一频带和第三频带内的频率含量，而第二有源滤波器在第二架空线上提供由该滤波器产生的影响数量，其具有处于第二频带内的频率含量。这在图6A和图6B被说明了。在图6A中，示出了第三频带FR3，其被这样选择，使得不和第一或第二频带重合，在本实施例中，第二频带位于第一和第三频带之间。
由上述说明可以理解，通过在带通滤波单元BP中进一步包括和上述的BP1，BP2，和BP3所述的那种相同的带通滤波部件以及根据指令信号而可被影响的开关部件，第一和第二有源滤波器可以适用于在各自的架空线上提供具有处于所需数量的频带内的频率含量的影响数量，借以使这些频带被这样选择，使得它们不互相重叠。这在图6B中被说明了，其中第二有源滤波器在第二架空线上提供由该滤波器产生的具有处于第四频带FR4内的频率含量的影响数量。
同样，由上述可以理解，以模拟方式实现的参照图4所述的控制单元可以适用于进一步包括用于附加的若干单频的控制单元，这种附加的控制单元RD3在图中示出了。图7A和图7B说明，第一有源滤波器在第一架空线上，提供由该滤波器产生的，具有相应于一个具有阶数n＝n1的单频的频率，和具有阶数n＝n3的单频的频率的频率含量的影响数量。第二有源滤波器在第二架空线上，提供由该滤波器产生的，具有相应于一个具有阶数n＝n2的单频的频率，和具有阶数n＝n4的单频的频率的频率含量的影响数量。图7A和7B还说明，上述的4个阶数被这样选择，使得它们互不重叠。
在本发明的另一个有利的改进中，例如按照前面任何一个例子而设置的第一对控制设备(在图1中的CE11和CE12)可以被设置在第一换流站中(图1中具有换流器CV11和CV12)，相同类型的第二对控制设备(在图1中的CE21和CE22)被设置在第一换流站中(图1中具有换流器CV21和CV22)。在本发明的这种个改进中，在第一换流站中的滤波器AF11和第二换流站中的滤波器AF21适用于对包括第一架空线的直流线路部分提供由各个滤波器产生的影响数量，在第一换流站中的滤波器AF12和第二换流站中的滤波器AF22适用于对包括第二架空线的直流线路部分提供由各个滤波器产生的影响数量。在换流站的双极操作期间，在第一换流站中用于有源滤波器AF11的控制设备中的频率选择装置和在第二换流站中用于有源滤波器AF22的控制设备中的频率选择装置适用于影响由各个滤波器产生的影响数量的频率含量，使其处于第一频带内，并且在第一换流站中用于有源滤波器AF12的控制设备中的频率选择装置和在第二换流站中用于有源滤波器AF21的控制设备中的频率选择装置适用于影响由各个滤波器产生的影响数量的频率含量，使其处于第二频带内。这在图6C和6D中被说明了，在图6C中，FC/IF21是由有源滤波器AF21产生的影响数量中的频率含量，即在参照图1所述的设备的实施例中在滤波电流IF21中的频率含量，第二频带FR2被示出了，并且在图6D中，FC/IF22是由第二有源滤波器产生的影响数量中的频率含量，即，在这种情况下在滤波器电流IF22中的频率含量，示出了第一频带FR1。该图还说明，所述的两个频带被这样选择，使得它们互不重叠。此外，图6A和图6B的相同的说明适用于图6C和图6D。
图6C和图6D还说明本发明的一个实施例，其中对于每件控制设备，带通滤波器单元BP包括附加的带通滤波部件，例如，在本实施例中，在第一架空线上的有源滤波器AF21提供由该滤波器产生的具有位于第二频带FR2和第四频带FR4的频率含量的影响数量，在第二架空线上的有源滤波器AF22提供由该滤波器产生的具有位于第一频带FR1和第三频带FR3的频率含量的影响数量。图7C和7D说明在频率选择装置包括参照图4所述的那种单频控制器的情况下的相应的情况。
借助于按照上述设置一对控制设备，两个换流站之间的干扰以及在各个换流站中的两个架空线之间的干扰被减小了。
用于各个有源滤波器的频带被这样有利地选择，使得在换流站的双极操作期间，由滤波器在各个直流线路部分上提供的功率分配在各个滤波器之间尽可能相等。
本发明不限于上述的实施例，在权利要求的范围内可以作出多个改型。例如，带通滤波器单元可以采取本领域技术人员熟知的其它方式构成。当然，控制设备可以被这样设计，使得其形成具有分布在任意数量的频带上的频率含量的影响数量。
借助于本发明，用于换流站内的两个架空线的有源滤波器可以相互独立地操作，这还意味着，当换流站正在汲取功率时，它们不需要以同步方式被启动。
在由于某种原因例如过载而使得一个滤波器必须脱离工作时，其它滤波器可以继续工作。通过以本质上熟知的方式这样形成频率选择装置，使得它们能够被影响，较后的滤波器可以适用于暂时承担已经退出操作的滤波器的功能。
在保持在每件控制设备中的硬件数量的同时，可以使被减少的谐波的频带/频率的数量可以增加一倍。
对于两个换流站，在双极操作期间两个换流站之间的任何干扰可以通过对和同一架空线相连的滤波器选择不同的频带得到避免。
需要说明，在这种情况下，频带包括一个单频，这不必是系统频率的整数倍。如同上面参照未公开的瑞典专利申请9700897-3所述，设置其中所述的控制单元，用于减少直流电流的交流分量的音频nω中的一个单频，其中n是不等于0的实数。因而，在本实施例中，按照本发明的控制设备适用于影响各个影响数量的频率含量，使其包括任意的特定频率。

Claims (17)

1、一种用于在交流和高压直流之间进行转换的双极换流站中的分别用于第一和第二有源滤波器(AF11，AF12)的一对第一和第二控制设备(CE11，CE12)，所述滤波器旨在用于减少分别利用第一和第二架空线(PC1，PC2)和换流站相连的直流线路中的谐波，借以使每个滤波器根据在各个架空线中的谐波电流之和而形成的并被提供给各个控制设备的实际电流值，产生一个影响数量(IF11，IF12)，并把这影响数量提供给直流线路，在包括第一架空线的直流线路的那一部分上的第一滤波器和在包括第二架空线的直流线路的那部分上的第二滤波器，其特征在于，每个控制设备包括频率选择装置(BP，CTR)，其影响各个影响数量的频率含量，使所述频率含量基本上处于至少两个预定的互不重叠的第一和第二频带(FR1，FR2)之一，并且在换流站的双极操作期间，在用于第一有源滤波器的控制设备中的所述频率选择装置影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量，使得所述频率含量处于所述第一频带内，并且在用于第二有源滤波器的控制设备中的所述频率选择装置影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量，使得所述频率含量处于所述第二频带内。
2、如权利要求1所述的一对控制设备，其特征在于，在用于第一滤波器的控制设备中的所述频率选择装置影响由该滤波器产生的影响数量的频率含量，使得所述频率含量此外还基本上处于不和所述第一和第二频带重叠的第三预定频带(FR3)内。
3、如权利要求2所述的一对控制设备，其特征在于，所述第二频带位于所述第一和第三频带之间。
4、如前面任一权利要求所述的一对控制设备，其特征在于，每个所述的频带基本上包括构成和换流站连接的交流电网的系统频率(ω)的倍数的一个单频(nω)。
5、如权利要求4所述的一对控制设备，其特征在于，所述单频包括所述系统频率和包括在换流站中的换流器的脉冲数(p)的乘积的整数倍(k)。
6、如前面任何一个权利要求所述的一对控制设备，其特征在于，频率选择装置包括带通滤波部件(BP1，BP2，BP3)，其每个具有和所述第一和第二频带之一相关的频率特性，所述带通滤波部件被设置在各个电流检测部件(AV11，AV12)附近，用于形成各个实际电流值。
7、如权利要求1-5之一的一对控制设备，每件控制设备具有控制装置(CTR)和偏差形成单元(DEVU)，其特征在于，频率选择装置包括带通滤波部件(BP1，BP2，BP3)，其每个具有和所述第一和第二频带之一相关的频率特性，所述带通滤波部件被设置在各个偏差形成单元附近。
8、如前面权利要求1-5任何一个所述的一对控制设备，每件控制设备具有包括至少一个用于消除至少可在所述第一和第二频带内选择的单频(nω)的单频控制器(RD1，RD2，RD3)的控制装置(CTR)，其特征在于，所述频率选择装置包括单频控制器。
9、按照前面任一个权利要求所述的第一和第二对控制设备(分别为CE11，CE12，和CE21，CE22)，其中第一对旨在用于第一换流站，第二对旨在用于第二换流站，它们通过直流线路相互连接，并且在第一和第二换流站中的第一滤波器(分别为AF11，AF12)对包括第一架空线(PC1)的那部分直流线路提供由各个滤波器产生的影响数量，在第一和第二换流站中的第二滤波器(分别为AF12，AF22)对包括第二架空线(PC2)的那部分直流线路提供由各个滤波器产生的影响数量，其特征在于，在换流站的双极操作期间，在第一换流站中的用于第一有源滤波器(AF11)的控制设备中的频率选择装置和在第二换流站中的用于第二有源滤波器的控制设备(AF22)中的频率选择装置，影响由各个滤波器产生的影响数量的频率含量，使得基本上处于第一频带(FR1)内，并且在第一换流站中的用于第二有源滤波器(AF12)的控制设备中的频率选择装置和在第二换流站中的用于第一有源滤波器(AF21)的控制设备中的频率选择装置，影响由各个滤波器产生的影响数量的频率含量，使得基本上处于第二频带(FR2)内。
10、一种借助于一对第一和第二有源滤波器(AF11，AF12)用于减少具有第一和第二架空线(PC1，PC2)的直流线路中的谐波的方法，所述直流线路和用于在交流和高压直流之间进行转换所双极换流站相连，所述方法包括以下步骤：
根据在各个架空线中的谐波含量的和形成实际电流值(SSI)，
每个滤波器，根据所述实际电流值，产生影响数量(IF11，IF12)，并把所述影响数量提供给直流线路的那一部分，第一滤波器提供给包括第一架空线的直流线路，第二滤波器提供给包括第二架空线的直流线路的那一部分，其特征在于，在换流站的双极操作期间，
由第一滤波器产生的影响数量的频率含量被影响，使得基本上处于至少一个预定的第一频带(FR1)内，以及
由第二滤波器产生的影响数量的频率含量被影响，使得基本上处于至少一个预定的第二频带(FR2)内，所述第一和第二频带互不重叠。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，由第一滤波器产生的影响数量的频率含量被影响，使得除上述之外，还处于不和所述第一和第二频带重叠的预定的第三频带(FR3)内。
12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，由第二滤波器产生的影响数量的频率含量被影响，使得基本上处于位于所述第一和第三频带之间的第二频带内。
13、如权利要求10-12任何一个所述的方法，其特征在于，由所述滤波器产生的影响数量的频率含量被影响，使得包括构成和换流站相连的交流电网的系统频率(ω)的倍数的单频(nω)。
14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述单频包括所述系统频率和包括在换流站中的换流器的脉冲数(p)的乘积的整数倍(k)。
15、如权利要求10-14任何一个所述的方法，其特征在于，由滤波器产生的影响数量的频率含量利用通过对各个实际电流值进行滤波而被影响。
16、如权利要求10-14任何一个所述的方法，其特征在于，由滤波器产生的影响数量的频率含量利用控制装置(CTR)而被影响，所述控制装置包括至少一个单频控制器(RD1，RD2，RD3)，用于消除在至少所述第一和第二频带内选择的单频(nω)。
17、如权利要求10-16任何一个所述的方法，用于通过一对有源滤波器(分别为AF11，AF12和AF21，AF22)减少在具有第一和第二架空线(PC1，PC2)的直流线路中的谐波，所述直流线路和用于在交流与高压直流之间进行转换的第一与第二换流站相连，其中第一对旨在用于第一换流站，第二对旨在用于第二换流站，并且在第一换流器和第二换流器中的第一滤波器(分别为AF11H AF21)对包括第一架空线(PC1)的直流线路部分提供由各个滤波器产生的影响数量，在第一换流器和第二换流器中的第二滤波器(分别为AF12和AF22)对包括第二架空线(PC2)的直流线路部分提供由各个滤波器产生的影响数量，其特征在于，在换流站的双极操作期间，
由第一换流站中的第一有源滤波器(AF22)和在第二换流站中的第二有源滤波器(AF22)产生的影响数量被影响，使得基本上处于第一频带(FR1)内，并且
由第一换流站中的第二有源滤波器(AF12)和在第二换流站中的第一有源滤波器(AF21)产生的影响数量被影响，使得基本上处于第二频带(FR2)内。
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