交流系统与无源滤波器谐振判断方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及一种输电系统，具体涉及一种直流输电工程中交流系统与无源滤波器谐振判断方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、高渗透可再生能源接入及高比例电力电子设备接入的双高特性对系统安全稳定运行带来了新的挑战，电压稳定问题和电能质量特别是谐波问题愈发突出。高压直流输电系统是交流电网中重要的谐波源，为应对换流器产生的谐波问题，高压直流输电工程广泛采用无源滤波器和并联电容器组对交流系统进行滤波和无功补偿，然而随着交流系统网架结构的变化，交流系统的阻抗特性可能会发生变化，交流滤波器配置初期不存在的谐振问题，在运行多年后有可能会出现在特定交流滤波器的投切组合下出现某频次的谐波源的放大，继而造成换流站母线谐波电压过高的情况。另一方面，随着有源滤波器在高压换流站的应用，有源滤波器设计之初也需要充分评估交流滤波器与交流系统的谐振特点，继而开展有源滤波器出力能力的设计，因此开展交流系统与无源滤波器投切组合下谐振判断的方法研究十分重要。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种交流系统与无源滤波器谐振判断方法、系统及存储介质，其将交流系统和无源滤波器的任意点的阻抗特性表达为实部和虚部，将交流系统与无源滤波器的谐振在坐标上表示出来，判断交流系统阻抗坐标和无源滤波器坐标的距离，当距离接近0时表示交流系统与无源滤波器会发生谐振，适用于多种交流滤波器配置。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其包括：构建交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式；根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式；根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗；当交流系统与交流滤波器并联阻抗小于预设值时，判断交流系统与无源滤波器发生谐振。

3、进一步，构建交流系统各个点的阻抗特性表达式，包括：

4、将交流系统各个点的阻抗特性用实部和虚部表示；

5、交流系统当前点的实部为交流系统当前点的阻抗幅值与相角余弦值的乘积；

6、交流系统当前点的虚部为交流系统当前点的阻抗幅值与相角正弦值的乘积。

7、进一步，构建无源滤波器各个点的阻抗特性表达式，包括：

8、将无源滤波器各个点的阻抗特性用实部和虚部表示；

9、无源滤波器当前点的实部为无源滤波器当前点的阻抗幅值与相角余弦值的乘积；

10、无源滤波器当前点的虚部为无源滤波器当前点的阻抗幅值与相角正弦值的乘积。

11、进一步，根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式，为：交流系统各个点的阻抗特性的倒数与无源滤波器各个点的阻抗特性的倒数的和的倒数。

12、进一步，根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗，包括：

13、计算低频下交流系统与无源滤波器并联阻抗大小：

14、在低频条件下，无源滤波器呈容性，相角为-90°，无源滤波器的表达式只有虚部，虚部的值为无源滤波器的阻抗；

15、将无源滤波器的值代入交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式并简化；

16、计算得到交流系统与交流滤波器并联阻抗的值为点到点之间的距离，当两点之间的距离最小时，交流系统与无源滤波器发生谐振的概率最大。

17、进一步，根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗，还包括：

18、计算所有频次下交流系统与无源滤波器并联阻抗大小：

19、简化交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式得到交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性最终表达式为点到点之间的距离；

20、将的实际坐标点关于原点映射到新的象限，再计算映射后点到点之间的距离，距离最小，交流系统与无源滤波器发生谐振的概率最大。

21、一种交流系统与无源滤波器谐振判断系统，其包括：第一数据构建模块，用于构建交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式；第二数据构建模块，用于根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式；数据处理模块，用于根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗；判断模块，用于当交流系统与交流滤波器并联阻抗小于预设值时，判断交流系统与无源滤波器发生谐振。

22、进一步，根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式，为：交流系统各个点的阻抗特性的倒数与无源滤波器各个点的阻抗特性的倒数的和的倒数。

23、一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。

24、一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。

25、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

26、1、本发明针对高压直流输电工程换流站交流系统与无源滤波器的阻抗特性利用实部和虚部表示，然后在坐标中表示出交流系统与无源滤波器阻抗倒数的坐标点，关联当前相角，将交流系统与无源滤波器并联谐振大小的判断转化为两个坐标点的距离，当距离约接近于0时越容易发生谐振，利用本发明的方法能准确找出各种投切组合下的并联阻抗最大值，即快速地判断交流系统与无源滤波器的谐振情况。

27、2、本发明计算量小，快速准确，为换流站多种交流系统特性和无源滤波器不同投切组合下的谐振情况提供了可靠有效的判断方法，保证了换流站设备安全可靠运行。

28、3、本发明的交流系统与无源滤波器谐振判断的方法适用于多种交流滤波器配置，包含配置hp3的无源滤波器的情况。

技术特征：

1.一种交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，构建交流系统各个点的阻抗特性表达式，包括：

3.如权利要求1所述交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，构建无源滤波器各个点的阻抗特性表达式，包括：

4.如权利要求1所述交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式，为：交流系统各个点的阻抗特性的倒数与无源滤波器各个点的阻抗特性的倒数的和的倒数。

5.如权利要求1所述交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗，包括：

6.如权利要求5所述交流系统与无源滤波器谐振判断方法，其特征在于，根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗，还包括：

7.一种交流系统与无源滤波器谐振判断系统，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述交流系统与无源滤波器谐振判断系统，其特征在于，根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式，为：交流系统各个点的阻抗特性的倒数与无源滤波器各个点的阻抗特性的倒数的和的倒数。

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至6所述方法中的任一方法。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至6所述方法中的任一方法的指令。

技术总结
本发明涉及一种交流系统与无源滤波器谐振判断方法、系统及存储介质，该方法包括：构建交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式；根据交流系统和无源滤波器各个点的阻抗特性表达式构建交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式；根据交流系统和无源滤波器并联的各个点的阻抗特性表达式计算交流系统与交流滤波器并联阻抗；当交流系统与交流滤波器并联阻抗小于预设值时，判断交流系统与无源滤波器发生谐振。本发明将交流系统和无源滤波器的任意点的阻抗特性表达为实部和虚部，将交流系统与无源滤波器的谐振在坐标上表示出来，判断交流系统阻抗坐标和无源滤波器坐标的距离，当距离接近0时表示交流系统与无源滤波器会发生谐振。

技术研发人员：王玲,吴方劼,李明,杨一鸣,申笑林,郝致远,季一鸣,徐莹,钟启迪,邹铁锐,王邵巍
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16