一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置的制作方法

本实用新型的实施例涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置。

背景技术：

在基于电网换相换流器的直流输电系统中，直流系统两侧(整流侧和逆变侧)分别连接有交流系统，由于直流系统和交流系统存在谐波传递现象，典型的交流系统的工频负序谐波电压会在直流侧产生2次谐波电压，直流侧由2次谐波电压引起的谐波电流将在交流系统中产生3次正序谐波电流和工频负序谐波电流，这将进一步产生谐波电流。

高压直流控制系统通常整流侧是定电流控制，此种控制是将电流指令信号指令与实测电流信号作差后，接到触发角控制模块中，最终形成换流阀的触发角指令，从而控制换流阀导通，如需抑制直流线路上的二次谐波电流，可在整流侧定电流控制生成的电流指令信号中附加一个二次谐波电流抑制信号，通过改变换流阀触发角，从而改变直流控制系统的输入输出特性，达到增大直流系统二次谐波阻尼，减小二次谐波电流的目的。

然而，由于测量装置存在一定的延时滤波作用，可能削弱系统对于二次谐波的阻尼，即削弱了对二次谐波电流的抑制效果。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置，能够减小二次谐波电流，即提高对二次谐波电流的抑制效果。

为了达成上述目的，本申请的实施例提供一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置，包括：

带通滤波模块，用于接收直流测量装置实时测量所得的直流电流信号，对所述直流电流信号进行带通滤波，得到所述直流电流信号中的二次谐波信号；

超前滞后补偿模块，与所述带通滤波模块连接，用于按照预设的补偿量对所述二次谐波信号进行相位补偿；其中，所述补偿量用于补偿所述直流测量装置的延时作用所引入的相位变化；

信号叠加模块，与所述超前滞后补偿模块连接，用于将经过相位补偿的所述二次谐波信号与直流控制系统中经过低压限流环节形成的原始电流指令相加，得到经过补偿的电流指令；

触发角控制模块，与所述信号叠加模块连接，用于根据经过补偿的电流指令生成换流阀的触发角指令；所述触发角指令用于控制换流阀导通的触发角。

本实用新型的实施例所提供的针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置，针对直流测量装置可能带来的直流输电系统二次谐波阻尼减弱的情况，在直流输电系统整流侧定电流控制生成的电流指令信号中附加一个二次谐波电流抑制信号，通过改变换流阀触发角，从而改变直流控制系统的输入输出特性，达到增大直流系统二次谐波阻尼，减小二次谐波电流的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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为现有技术中的直流控制系统整流侧定电流控制器结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中对附加二次谐波电流抑制环节的说明示意图；

图3为本实用新型的实施例所提供的针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为现有技术中的直流控制系统整流侧定电流控制器结构示意图， Ud为实测直流电压，Ido是调度人员给定的电流指令，低压限流环节根据实测的直流电压，判断是否维持当前电流指令，如出现交流系统电压下降等情况导致直流电压下降，那么低压限流环节将降低直流电流指令，生成新的电流指令信号Iord。Id为实测的直流电流值，将Iord和Id作差后，将差值输入触发角控制模块，触发角控制模块将该差值信号转换成换流阀对应的触发角指令，从而达到控制直流电流的目的。

然而由于测量装置存在一定的延时滤波作用，现有技术的方案可能削弱系统对于二次谐波的阻尼。以下结合具体实施例对本申请解决该问题的技术方案作具体说明。

实施例

本实用新型的目的是针对直流测量装置可能带来的直流输电系统二次谐波阻尼减弱的情况，从直流控制角度提供一种二次谐波电流抑制装置，该装置在直流输电系统整流侧定电流控制生成的电流指令信号中附加一个二次谐波电流抑制信号，通过改变换流阀触发角，从而改变直流控制系统的输入输出特性，达到增大直流系统二次谐波阻尼，减小二次谐波电流的目的。

将在直流输电系统整流侧定电流控制生成的电流指令信号中附加二次谐波电流抑制信号的过程，简称为附加二次谐波电流抑制环节。本实用新型的实施例在现有技术的基础上增加了附加二次谐波电流抑制环节。

结合图2所示，将直流控制系统中经过低压限流环节形成的原始电流指令，记作Iord。以Idf表示通过直流测量装置测量获得的直流电流信号，Idf为附加二次谐波电流抑制环节的输入信号。将附加二次谐波电流抑制环节的输出信号，记作Iord1。在一种具体的实施方式中，附加二次谐波电流抑制环节包括带通滤波201、超前滞后补偿202、增益环节203以及限幅环节204。对Idf经过滤波、相位补偿、信号增益以及信号限幅之后，输出Iord1。

结合图3所示，本实用新型的实施例所提供的针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置，包括：

带通滤波模块301，用于接收直流测量装置实时测量所得的直流电流信号Idf，对直流电流信号进行带通滤波，得到直流电流信号中的二次谐波信号。

超前滞后补偿模块302，与带通滤波模块301连接，用于按照预设的补偿量对二次谐波信号进行相位补偿。其中，补偿量用于补偿直流测量装置的延时作用所引入的相位变化。

信号叠加模块303，与超前滞后补偿模块302连接，用于将经过相位补偿的二次谐波信号与直流控制系统中经过低压限流环节304形成的原始电流指令Iord相加，得到经过补偿的电流指令(Iord+Iord1)。

触发角控制模块305，与信号叠加模块303连接，用于根据经过补偿的电流指令生成换流阀的触发角指令。触发角指令用于控制换流阀导通的触发角。

可选的，二次谐波电流抑制装置还包括信号增益模块306，连接在超前滞后补偿模块302和信号叠加模块303之间，用于对经过相位补偿后的二次谐波信号，通过信号增益调节信号强度。

可选的，二次谐波电流抑制装置还包括信号限幅模块307，连接在信号增益模块306和信号叠加模块303之间，用于对经过增益调节后的二次谐波信号，通过信号限幅消除信号突变。

以下结合图3对二次谐波电流抑制装置的功能做进一步说明。

将Idf信号接入带通滤波模块301，带通滤波模块301包括带通滤波器，带通滤波器范围的设定主要考虑一定的误差范围，保证二次谐波产生时能够滤出直流电流信号中的二次谐波信号。

经过通滤波模块301滤波输出的二次谐波信号，接入超前滞后补偿模块302，用以补偿因直流测量装置的延时作用带来的相位变化。超前滞后补偿模块302的相位补偿量可根据直流测量装置的延时作用所带来的相位变化具体设定。

可选的，经过增益环节后，可以通过信号增益模块306适当调节信号强弱，控制补偿效果。进一步可选的，为了防止信号测量误差导致的信号突变，可通过信号限幅模块307消除信号突变。

在得到Iord1信号之后，将Iord1和Iord相加，输出的经过补偿的电流指令，记作(Iord+Iord1)。补偿量Iord1，补偿了因直流测量装置的延时作用带来的相位变化。

进一步地，将(Iord+Iord1)与Id作差，将差值输入电流控制放大器，电流控制放大器将该差值信号转换成换流阀对应的触发角指令，从而达到控制直流电流的目的。

本实用新型的实施例所提供的针对直流输电系统的二次谐波电流抑制装置，针对直流测量装置可能带来的直流输电系统二次谐波阻尼减弱的情况，在直流输电系统整流侧定电流控制生成的电流指令信号中附加一个二次谐波电流抑制信号，通过改变换流阀触发角，从而改变直流控制系统的输入输出特性，达到增大直流系统二次谐波阻尼，减小二次谐波电流的目的。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。