一种交流滤波器等效建模简化计算方法与流程

本发明涉及输配电
技术领域：
，具体地说是一种交流滤波器等效建模简化计算方法。
背景技术：
：高压直流输电技术由于其具有远距离、大容量输电上的技术优势，发展迅速，已成为我国电力传输主干网中较为常用的输电技术。由于高压直流输电换流装置的谐波特性，需要加装交流滤波装置。通常电力系统中应用较多的是单调谐滤波器，但单调谐滤波器只能滤除一种频率的谐波，滤波性能单一。与单调谐滤波器相比，双调谐滤波器和三调谐滤波器能够同时滤除2个和3个不同频率的谐波，而且其中只有一个谐振回路需要承受全部的冲击电压，具有投资少、经济性好、基波损耗低等优点。双调谐和三调谐滤波器由于具有上述多种优点，近年来在高压直流输电工程中得到了广泛应用。目前，在谐波分析领域较为权威的电力系统仿真软件(如ETAP、DIgSILENT等)，只有简单的单调谐交流滤波器模型，并没有双调谐滤波器和三调谐滤波器模型，这给涉及高压直流输电系统的谐波分析等相关研究工作带来了一些困难，也给仿真技术的工程应用提出了挑战，一定程度上限制了仿真技术的工程化应用。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种将双调谐或三调谐滤波器等效建模为并联的两个或三个单调谐滤波器的简化计算方法，以解决常用仿真软件中无双调谐、三调谐滤波器模型的困难，在一定程度上提高仿真环境的工程实用性。为此，本发明采用如下的技术方案：一种交流滤波器等效建模简化计算方法，其将双调谐滤波器等效建模为并联的两个单调谐滤波器的简化计算方法，包括以下步骤：步骤1：双调谐滤波器串联谐振电路中的电容C1等于等效建模的两个单调谐滤波器的电容Ca和Cb之和，列为公式(1)；步骤2：双调谐滤波器串联谐振电路中的电感L1的倒数等于等效建模的两个单调谐滤波器的电感La和Lb的倒数之和，列为公式(2)；步骤3：已知双调谐滤波器的两个谐振频率为ω1、ω2，为使并联的两个单调谐滤波器与其等效，可令两个单调谐滤波器的谐振频率分别为ω1和ω2，则有LaCa＝1/ω12、LbCb＝1/ω22，分别列为公式(3)和公式(4)；步骤4：综合公式(1)-(4)，可以计算出双调谐滤波器等效建模为并联的两个单调谐滤波器的参数Ca、Cb、La和Lb，列为公式(5)，如下所示：本发明的另一技术方案为：一种交流滤波器等效建模简化计算方法，其将三调谐滤波器等效建模为并联的三个单调谐滤波器的简化计算方法，包括以下步骤：步骤1：三调谐滤波器串联谐振电路中的电容C1等于等效建模的三个单调谐滤波器的电容Ca、Cb、Cc之和，列为公式(6)；步骤2：三调谐滤波器串联谐振电路中的电感L1等于等效建模的三个单调谐滤波器的电感La、Lb、Lc三者乘积与三者求和的比值，列为公式(7)；步骤3：三调谐滤波器串联谐振电路中电感L1和电容C1以及两个并联谐振电路中的参数电感L2、L3和电容C2、C3与等效建模的三个单调谐滤波器的参数满足：L2C1C2+L3C1C3＝LaCaCb+LbCaCb+LaCaCc+LcCaCc+LbCbCc+LcCbCc，将上式列为公式(8)；步骤4：已知三调谐滤波器的两个谐振频率为ω1、ω2、ω3，为使并联的三个单调谐滤波器与其等效，可令三个单调谐滤波器的谐振频率分别为ω1、ω2、ω3，则有LaCa＝1/ω12、LbCb＝1/ω22、LcCc＝1/ω32，分别列为公式(9)、公式(10)和公式(11)；步骤5：综合公式(6)-(11)，可以计算出三调谐滤波器等效建模为并联的三个单调谐滤波器的参数Ca、Cb、Cc、La、Lb和Lc，列为公式(12)，如下所示：本发明具有的有益效果是：将双调谐、三调谐滤波器等效建模为并联的两个或三个单调谐滤波器，在需要双调谐、三调谐滤波器的场合便可以用并联的单调谐滤波器等效替代，可以解决常用仿真软件中无双调谐、三调谐滤波器模型的困难，一定程度上提高了仿真环境的工程实用性，所用计算方法求解过程更加简洁方便，易于工程应用。因此，研究如何利用仿真环境中原有的单调谐滤波器模型，提出将双调谐、三调谐滤波器等效建模为并联单调谐滤波器的参数计算方法具有现实的应用意义。附图说明图1为本发明双调谐滤波器和等效并联的两个单调谐滤波器结构图。图2为本发明三调谐滤波器和等效并联的三个单调谐滤波器结构图。具体实施方式以下结合说明书附图和实施例详细描述本发明的具体实施方式，但本发明不受所述具体实施例所限。实施例1图1是本发明提供的双调谐滤波器和等效并联的两个单调谐滤波器结构图。图1中C1和L1为双调谐滤波器串联谐振电路中的电容和电感，C2和L2为双调谐滤波器并联谐振电路中的电容和电感，Ca和La为等效并联的两个单调谐滤波器的第一个单调谐滤波器的电容和电感，Cb和Lb为等效并联的两个单调谐滤波器的第二个单调谐滤波器的电容和电感。将双调谐滤波器等效建模为并联的两个单调谐滤波器的简化计算方法，其包括以下步骤：步骤1：双调谐滤波器串联谐振电路中的电容C1等于等效建模的两个单调谐滤波器的电容Ca和Cb之和，列为公式(1)。步骤2：双调谐滤波器串联谐振电路中的电感L1的倒数等于等效建模的两个单调谐滤波器的电感La和Lb的倒数之和，列为公式(2)。步骤3：已知双调谐滤波器的两个谐振频率为ω1、ω2，为使并联的两个单调谐滤波器与其等效，可令两个单调谐滤波器的谐振频率分别为ω1和ω2，则有LaCa＝1/ω12、LbCb＝1/ω22，分别列为公式(3)和公式(4)。步骤4：综合公式(1)-(4)，可以计算出双调谐滤波器等效建模为并联的两个单调谐滤波器的参数Ca、Cb、La和Lb，列为公式(5)，如下所示：某特高压换流站中配置的HP12/24双调谐滤波器参数如表1所示。表1HP12/24双调谐滤波器参数元件参数L110.043mHL25.482mHC13.495μFC26.395μF根据公式(5)，可求得等效的并联的两个单调谐滤波器参数如表2。表2等效的并联的两个单调谐滤波器参数元件参数La30.268mHLb15.030mHCa2.325μFCb1.170μF实施例2图2中是本发明提供的三调谐滤波器和等效并联的三个单调谐滤波器结构图。图2中C1和L1为三调谐滤波器中串联谐振电路中的电容和电感，C2和L2为三调谐滤波器中第一个并联谐振电路中的电容和电感，C3和L3为三调谐滤波器中第二个并联谐振电路中的电容和电感，Ca和La为等效并联的三个单调谐滤波器的第一个单调谐滤波器的电容和电感，Cb和Lb为等效并联的三个单调谐滤波器的第二个单调谐滤波器的电容和电感，Cc和Lc为等效并联的三个单调谐滤波器的第三个单调谐滤波器的电容和电感。将三调谐滤波器等效建模为并联的三个单调谐滤波器的简化计算方法，其包括以下步骤：步骤1：三调谐滤波器串联谐振电路中的电容C1等于等效建模的三个单调谐滤波器的电容Ca、Cb、Cc之和，列为公式(6)。步骤2：三调谐滤波器串联谐振电路中的电感L1等于等效建模的三个单调谐滤波器的电感La、Lb、Lc三者乘积与三者求和的比值，列为公式(7)。步骤3：三调谐滤波器串联谐振电路中电感L1和电容C1以及两个并联谐振电路中的参数电感L2、L3和电容C2、C3与等效建模的三个单调谐滤波器的参数满足：L2C1C2+L3C1C3＝LaCaCb+LbCaCb+LaCaCc+LcCaCc+LbCbCc+LcCbCc，将上式列为公式(8)。步骤4：已知三调谐滤波器的两个谐振频率为ω1、ω2、ω3，为使并联的三个单调谐滤波器与其等效，可令三个单调谐滤波器的谐振频率分别为ω1、ω2、ω3，则有LaCa＝1/ω12、LbCb＝1/ω22、LcCc＝1/ω32，分别列为公式(9)、公式(10)和公式(11)；步骤5：综合公式(6)-(11)，可以计算出三调谐滤波器等效建模为并联的三个单调谐滤波器的参数Ca、Cb、Cc、La、Lb和Lc，列为公式(12)，如下所示：某特高压换流站中配置的HP3/24/37三调谐交流滤波器参数如表3所示。表3HP3/24/37三调谐滤波器参数元件参数L18.047mHL2126.556mHL31.608mHC11.579μFC27.295μFC37.768μF根据公式(12)，可求得等效的并联的三个单调谐滤波器参数如表4。表4等效的并联的三个单调谐滤波器参数以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求书的保护范围为准。当前第1页1 2 3