一种电网滤波器优化设计方法与流程

本申请涉及滤波器，具体涉及一种电网滤波器优化设计方法。

背景技术：

1、随着电力电子器件及非线性负荷的广泛使用，电网中的谐波问题尤为突出。而电网中以滤波器为代表的谐波治理设备不仅可以起到治理谐波，同时拥有提供无功支撑的作用，因而有了广泛的应用。然而滤波器接入电网，存在与电网谐振风险，这可能会导致谐波的进一步恶化，这一问题在传统的滤波器设计中并未得到重视。

2、在电网滤波器设计过程中，对谐振抑制性能要求过高会导致滤波器成本过分提高，而对谐振抑制性能要求过低会加大滤波器与电网谐振的风险，如何综合考虑成本与谐振抑制性能进行滤波器设计成为一大研究热点。

技术实现思路

1、本申请旨在提出一种电网滤波器优化设计方法，优化设计得到的电网滤波器能够具有良好的谐振抑制性能，且成本较低。

2、本申请实施例提出一种电网滤波器优化设计方法，包括以下步骤：

3、将滤波器接入点的谐振强度harworst和滤波器成本c共同作为优化设计的目标函数，优化目标为谐振强度harworst取得最小以及滤波器成本c取得最小，所述目标函数如下：

4、

5、选用c型滤波器作为电网滤波器，并根据所述c型滤波器的元件建立约束条件；

6、根据所述约束条件求解所述目标函数，得到所述c型滤波器的元件参数。

7、进一步地，所述滤波器接入点的谐振强度harworst的表达式为：

8、

9、其中，rfilter(ω)、xfilter(ω)分别为滤波器阻抗电阻值与电抗值。

10、进一步地，所述c型滤波器包括电阻r、电容c1、电容c2和电感l1，其中，电阻r的一端连接电容c1的一端以及电感l1的一端，电容c1的一端连接电网，电感l1的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端接地。

11、进一步地，所述约束条件包括：

12、

13、其中，q为电网系统所需的无功功率，ω1为基频角频率，vr为电网系统额定电压，xc1、xl1、xc2、r分别为电容c1、电感l1、电容c2和电阻r的阻抗，ploss为滤波器有功损耗。

14、进一步地，电容c1、电感l1、电容c2和电阻r的容量值与成本成正比。

15、本申请实施例提出的电网滤波器优化设计方法具有以下优点和特点：

16、(1)综合考虑多个设计目标：将谐振强度和滤波器成本作为目标函数，通过优化设计可以综合考虑两个目标的权衡关系。这样可以在保证谐振强度满足要求的情况下，尽量降低滤波器的成本。

17、(2)系统化的设计过程：采用数学优化方法，通过建立目标函数和约束条件，可以进行系统化的设计过程。这能够提高设计的准确性和可靠性，并减少试错的过程。

18、(3)提高效率和降低成本：通过优化设计，可以找到较优的滤波器元件参数，从而提高滤波器的性能，并在滤波器成本上实现降低。这可以提高系统的效率和可靠性，并降低制造成本。

19、(4)灵活性和可调节性：优化设计方法可以根据设计需求进行调整和灵活应用，可以考虑不同的设计约束和目标，从而适应不同的工程需求和实际应用场景。

20、综上所述，将谐振强度和滤波器成本作为目标函数，通过优化设计方法，可以综合考虑设计目标，提高设计效率和滤波器性能，并降低成本。这种方法可以为电网滤波器的设计提供科学、系统和经济的解决方案。

21、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

技术特征：

1.一种电网滤波器优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波器接入点的谐振强度harworst的表达式为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述c型滤波器包括电阻r、电容c1、电容c2和电感l1，其中，电阻r的一端连接电容c1的一端以及电感l1的一端，电容c1的一端连接电网，电感l1的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，电容c1、电感l1、电容c2和电阻r的容量值与成本成正比。

技术总结
本申请涉及一种电网滤波器优化设计方法，包括以下步骤：将滤波器接入点的谐振强度HAR<subgt;worst</subgt;和滤波器成本C共同作为优化设计的目标函数，优化目标为谐振强度HAR<subgt;worst</subgt;取得最小以及滤波器成本C取得最小；选用C型滤波器作为电网滤波器，并根据所述C型滤波器的元件建立约束条件；根据所述约束条件求解所述目标函数，得到所述C型滤波器的元件最优参数。本申请将谐振强度和滤波器成本作为目标函数，通过优化设计方法，可以综合考虑设计目标，提高设计效率和滤波器性能，并降低成本。这种方法可以为电网滤波器的设计提供科学、系统和经济的解决方案。

技术研发人员：程卓,谢宏,张华赢,张宏钊,刘慧聪,汪清,梁晓锐,游奕弘,吴显
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21