专利名称：一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，属于直流输送电设备技术领域。
背景技术：
常规直流输电中换流器等效为谐波电流源，滤波性能主要取决的是PCC点对地的谐波阻抗，即现有技术的直流输电中谐波电容的设计主要基于滤波支路特性，调谐滤波器参数设计方法存在如下缺点(I)由于电压源换流器的特征谐波频率较高，调谐滤波器的调谐频率通常要远高于在常规直流输电的应用，在基波频率点和谐振频率点之间滤波支路阻抗为容性，在这段频率范围之内滤波支路阻抗和交流系统谐波阻抗之间可能会发生并联谐振，有可能带来相应频率的谐波放大。(2)附图
3给出了滤波器支路的阻抗为图2时的Hupcc的频率特性曲线。Hupcx的数值意义为对应频率次数时PCC点谐波电压相对于换流器端口谐波电压的衰减或放大关系。图中几条曲线显示了不同滤波器参数时的Hup。。曲线。可以看出，与应用于常规直流输电换流器时不同，Hupcx频率特性曲线存在两个谐振频率点。其中单调谐滤波支路的串联谐振频率点《3使Hup。。达到谷底，这里称之为Hupcx曲线的谐振谷值点，在这一点对PCC点谐波电压的抑制效果达到最好。随着频率低于滤波串联谐振《sl，滤波支路会逐渐呈现电容性，并可能与系统阻抗(包括换流变压器漏抗)和换流器连接电抗发生并联谐振，谐振点为《p。在这一点Hup。。曲线达到谐振峰值点。在谐振峰值点附近，PCC点的谐波电压不仅没有得到衰减，反而被放大。由于在柔性直流输电系统中，虽然换流器端口等效为谐波电压源，但PCC点的谐波电压取决于滤波支路、交流系统电抗(及换流变漏抗)、换流器连接电抗的共同作用，因此，现有技术中仅分析滤波支路的特性，已经不满足柔性直流输电系统滤波器的参数设计要求。对于柔性直流输电系统中电压源换流器的滤波器设计，虽然可以直流输电换流器的滤波器形式，但是不能套用常规直流输电中的设计方法，必须考虑到谐振峰频率的选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，即本发明的目的，是为了提供一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法。本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于I)选择谐振峰频率次数NWP，确定滤波支路电容Cf ；2)选择谐振谷频率为滤波器支路调谐频率Nw。，确定滤波支路电感Lf ；3)确定品质因数Q值，确定滤波支路电抗Rf ;4)判断是否符合滤波要求，修正滤波参数。另外，对于单调谐滤波器，第n次谐波下的滤波支路阻抗可以表示为
权利要求
1.一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于 1)选择谐振峰频率次数NWP，确定滤波支路电容Cf； 2)选择谐振谷频率为滤波器支路调谐频率Nw。，确定滤波支路电感Lf； 3)确定品质因数Q值，确定滤波支路电抗Rf； 4)判断是否符合滤波要求，修正滤波参数。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于确定滤波支路电容Cf的方法如下 首先，在低于调谐频率时，将单调谐滤波器支路近似为等效为电容，只考虑滤波电容Cf的作用，即近似将柔性直流输电系统电抗和连接电抗看做是并联的作用，计算等效电抗表达式为
3.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于确定滤波支路电感Lf的方法如下 首先，在最低次的中心频带选择谐振谷频率，或者将谐振谷频率选择在换流器的等效开关频率点，即滤波支路调谐频率表达式为
4.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于确定滤波电阻值Rf的方法如下 根据已经确定的滤波支路电感Lf和滤波支路电容Cf,最后确定滤波电阻； 将调谐滤波器的品质因数定义为如下表达式
全文摘要
本发明涉及一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法，其特征在于1)选择谐振峰频率次数NWP，确定滤波支路电容CF；2)选择谐振谷频率为滤波器支路调谐频率NWC，确定滤波支路电感LF；3)确定品质因数Q值，确定滤波支路电抗RF；4)判断是否符合滤波要求，修正滤波参数。本发明通过选择谐振峰频率计算电压源换流器滤波器设计，同时考虑到谐振峰、谷频率影响，因此，设计出来的柔性直流输电系统换流站滤波器的滤波效果很好，滤波后的THD(％)远远小于IEEE-519规范不同电压等级要求的值，节省滤波器占地面积达60％。3、采用本发明设计的滤波器，可提高换流站输出的电能质量。
文档编号H02J1/02GK103023012SQ20121048724
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月25日 优先权日2012年11月25日
发明者彭冠炎, 余梦泽, 简翔浩, 谭茂强, 伍广俭, 朱海华, 张劲松, 陈冰 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院