直流输电系统的谐振抑制装置的制作方法

1.本技术涉及直流输电领域，更具体地说，涉及一种直流输电系统的谐振抑制装置。


背景技术：

2.常规直流输电系统直流侧通常被看成是谐波电压源，主要是因为交换功率等于直流输送功率与交流输送功率之和，直流侧电压与直流输送功率有关，随着直流输送功率的变化而变化，交流侧电压与交流输送功率有关，随着交流输送功率的变化而变化，一般情况下，交流功率变化较小，因而，交流侧电压变化较小。基于此，当交换功率大幅度变化时，直流输送功率随交换功率大幅度变化，直流侧电压也随直流输送功率大幅度变化。因而，在实际系统运行中，由于直流侧电压的大幅度变化，直流输电系统的直流侧存在谐振振荡。而谐振振荡会直接影响直流输电系统的安全稳定运行。基于此，如何对直流输电系统的谐振振荡进行抑制成为了人们关注的重点。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供了一种直流输电系统的谐振抑制装置，用于抑制直流输电系统的谐振振荡。
4.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
5.一种直流输电系统的谐振抑制装置，包括信号采集模块、谐振判断模块、减法器、滤波支路及延时支路；
6.所述信号采集模块的输出端与所述谐振判断模块的输入端相连接；
7.所述信号采集模块用于采集所述直流输电系统中的直流侧电流，并将所述直流侧电流输出至所述谐振判断模块；
8.所述谐振判断模块用于确定所述直流输电系统的直流运行方式所对应的各谐振频率，并根据所述直流侧电流，确定所述各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率；
9.所述滤波支路包括滤波器，所述滤波器用于滤出所述直流侧电流中与所述目标谐振频率对应的目标谐振电流；
10.所述延时支路用于对所述直流侧电流进行延时，得到延时电流，所述延时电流中包含各谐振频率对应的电流；
11.所述滤波支路的输出端与所述延时支路的输出端通过所述减法器相连接；
12.所述减法器用于在所述延时电流中去除所述目标谐振电流，以实现对直流输电系统中的目标谐振电流进行抑制。
13.可选的，所述谐振判断模块包括分解电流单元及目标谐振频率确定单元；
14.所述分解电流单元，用于确定所述直流输电系统的直流运行方式所对应的各谐振频率，每隔预置的时间段，通过双谱线插值fft算法分解所述信号采集模块当前采集到的直流侧电流，得到的每一谐振频率对应的谐振电流；
15.所述目标谐振频率确定单元，用于根据每一谐振频率对应的谐振电流，确定所述
各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率。
16.可选的，所述目标谐振频率确定单元包括电流判断子单元及电流增加子单元；
17.所述电流判断子单元，用于根据每一谐振频率对应的谐振电流，判断所述谐振频率对应的谐振电流是否逐步增加；
18.所述电流增加子单元，用于若所述谐振频率对应的谐振电流逐步增加，则将所述谐振频率作为目标谐振频率。
19.可选的，所述电流判断子单元包括大小比较组件、变化次数确定组件及电流增加确定组件；
20.所述大小比较组件，用于判断每一谐振频率对应的谐振电流是否大于内存中所述谐振频率对应的电流；
21.所述变化次数确定组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流不大于内存中该谐振频率对应的电流，则将内存中所述谐振频率对应的变化次数更新为0；若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，则将内存中该谐振频率对应的电流更新为所述谐振电流，并对内存中所述谐振频率对应的变化次数加1，判断所述谐振频率对应的变化次数是否不小于预置的变化阈值；
22.所述电流增加确定组件，用于若所述变化次数不小于预置的变化阈值，则确定所述谐振频率对应的电流逐步增加。
23.可选的，所述电流判断子单元包括电流比较组件、时间处理组件及电流变化判断组件；
24.所述电流比较组件，用于判断每一谐振频率对应的谐振电流是否大于内存中该谐振频率对应的电流；
25.所述时间处理组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流不大于内存中该谐振频率对应的电流，则清空内存中该谐振频率对应的时间；若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，则将当前时间与该谐振频率对应存储于内存中，并将内存中该谐振频率对应的电流更新为所述谐振电流；
26.所述电流变化判断组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，计算该谐振频率对应的谐振周期，并判断内存中该谐振频率对应的最早时间与最晚时间之间的差值，是否大于n个谐振周期，若该谐振频率对应的最早时间与最晚时间之间的差值，大于n个谐振周期，则确定该谐振频率对应的电流逐步增加。
27.可选的，所述滤波支路还包括通路控制器，所述通路控制器用于在所述谐振判断模块确定有目标谐振频率时，控制所述滤波器将所述谐振电流输出至减法器，还用于在所述谐振判断模块并未输出目标谐振频率时，控制所述滤波器不将所述谐振电流输出至减法器。
28.从上述的技术方案可以看出，本技术提供的直流输电系统的谐振抑制装置，包括信号采集模块、谐振判断模块、减法器、滤波支路及延时支路；所述信号采集模块的输出端与所述谐振判断模块的输入端相连接；所述信号采集模块用于采集直流输电系统中的直流侧电流，并将所述直流侧电流输出至所述谐振判断模块；所述谐振判断模块用于根据直流输电系统的目标直流运行方式及预置的存储有每一直流运行方式与各谐振频率之间对应关系的表格，确定所述目标直流运行方式对应的各谐振频率，并确定并输出所述各谐振频
率中需要滤除的目标谐振频率，如此，本技术中的谐振判断模块利用信号采集模块采集的直流侧电流确定需要精确滤除的特定频段的目标谐振频率；所述滤波支路包括滤波器，所述滤波器用于滤出所述直流侧电流中与所述目标谐振频率对应的目标谐振电流，如此，本技术中的滤波器能够精确滤出特定频段对应的目标谐振电流；所述延时支路用于对所述直流侧电流进行延时，得到延时电流，所述延时电流中包含各频率对应的电流，如此，本技术中进入延时支路及滤波支路的是同一直流侧电流，通过延时支路后，该直流侧电流延时后得到的延时电流与滤出的目标谐振电流是同步的；所述滤波支路的输出端与所述延时支路的输出端通过所述减法器相连接；所述减法器用于在所述延时电流中去除所述目标谐振电流，以实现对直流输电系统中的目标谐振电流进行抑制，可见，本技术可以对特定频段的目标谐振频率对应的目标谐振电流进行抑制，以实现对直流输电系统的谐振振荡进行抑制。
29.此外，本技术在确定需要滤除的特定频段的目标谐振频率时，先确定直流输电系统的目标直流运行方式对应的各谐振频率，并在各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率，先确定一个频段范围，再在频段范围中确定特定频段谐波，如此，能够简化计算过程，减轻计算量，进一步提高对直流输电系统的谐振振荡进行抑制的效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
31.图1为本技术公开的一种直流输电系统的谐振抑制装置示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
33.接下来结合图1对本技术的直流输电系统的谐振抑制装置进行详细介绍，该谐振抑制装置包括信号采集模块、谐振判断模块、减法器、滤波支路及延时支路。
34.其中，信号采集模块用于采集直流输电系统中的直流侧电流，并将采集到的直流侧电流输出至谐振判断模块。
35.为了让信号采集模块可以将采集到的直流侧电流输出至谐振判断模块处，可将信号采集模块的输出端与所述谐振判断模块的输入端通过导线相连接。
36.谐振判断模块用于确定直流输电系统的直流运行方式所对应的各谐振频率，并根据信号采集模块采集到的直流侧电流，确定在各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率。
37.具体地，直流输电系统的直流运行方式一般有双极、单级接地及单级接金属三种。
38.可以预先根据直流输电系统的线路参数及工程参数，采集不同直流运行方式下的所有谐振频率点，并建立表格，在表格中对应存储直流运行方式及该直流运行方式下的所有谐振频率点。
39.其中，直流输电系统的工程参数包括直流输电系统主设备的参数，包括换流变压器的容量、短路阻抗、电压及平波电抗器的电感值等。
40.一般情况下，常规直流输电系统仅对300hz以下的频率响应，因而，直流运行方式下的所有谐振频率点的频率都在300hz以下。
41.当该直流输电系统直流侧发生谐振时，需要抑制特定谐振频率，从而抑制直流输电系统的谐振，而需要抑制的特定谐振频率不超出该表格记录的该直流输电系统对应的直流运行方式对应的谐振频率点。
42.因而，谐振判断模块可以调用该表格，并在该表格中查找该直流输电系统的直流运行方式，确定该直流运行方式下对应的各谐振频率，并根据信号采集模块采集到的直流侧电流在该各谐振频率中，确定需要滤除或抑制的谐振频率，并将该需要抑制的谐振频率作为目标谐振频率。
43.其中，同一类直流运行方式一般对应两个或三个谐振频率。
44.当谐振判断模块确定并未存在目标谐振频率后，可以认为当前直流输电系统并未存在谐振，无需进行谐振抑制；而当谐振判断模块确定存在目标谐振频率后，需要使用滤波支路中的滤波器滤出该直流侧电流中与该目标谐振频率对应的目标谐振电流。
45.其中，目标谐振频率一般包含一个以上、三个以下的谐振频率。
46.可以根据谐振判断模块确定并输出的目标谐振频率，调整滤波支路中滤波器的参数，以实现滤波支路中的滤波器仅滤出直流侧电流中与目标谐振频率对应的目标谐振电流。
47.而滤波器目标谐振电流需要时间，为了保证电流的同步，需要增加延时支路，该延时支路用于对所述直流侧电流进行延时，得到延时电流，所述延时电流中包含各谐振频率对应的电流。
48.滤波支路的输出端与所述延时支路的输出端通过所述减法器相连接；
49.所述减法器用于在所述延时电流中去除所述目标谐振电流，以实现对直流输电系统中的目标谐振电流进行抑制。
50.可以在直流输电系统中的滤波环节前增加滤波支路、延时支路及减法器，使得滤除了目标谐振电流的直流侧电流输入至滤波环节。
51.从上述的技术方案可以看出，本技术提供的直流输电系统的谐振抑制装置，包括信号采集模块、谐振判断模块、减法器、滤波支路及延时支路；所述信号采集模块的输出端与所述谐振判断模块的输入端相连接；所述信号采集模块用于采集直流输电系统中的直流侧电流，并将所述直流侧电流输出至所述谐振判断模块；所述谐振判断模块用于根据直流输电系统的目标直流运行方式及预置的存储有每一直流运行方式与各谐振频率之间对应关系的表格，确定所述目标直流运行方式对应的各谐振频率，并确定并输出所述各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率，如此，本技术中的谐振判断模块利用信号采集模块采集的直流侧电流确定需要精确滤除的特定频段的目标谐振频率；所述滤波支路包括滤波器，所述滤波器用于滤出所述直流侧电流中与所述目标谐振频率对应的目标谐振电流，如此，本技术中的滤波器能够精确滤出特定频段对应的目标谐振电流；所述延时支路用于对所述直流侧电流进行延时，得到延时电流，所述延时电流中包含各频率对应的电流，如此，本技术中进入延时支路及滤波支路的是同一直流侧电流，通过延时支路后，该直流侧电流延时后
得到的延时电流与滤出的目标谐振电流是同步的；所述滤波支路的输出端与所述延时支路的输出端通过所述减法器相连接；所述减法器用于在所述延时电流中去除所述目标谐振电流，以实现对直流输电系统中的目标谐振电流进行抑制，可见，本技术可以对特定频段的目标谐振频率对应的目标谐振电流进行抑制，以实现对直流输电系统的谐振振荡进行抑制。
52.此外，本技术在确定需要滤除的特定频段的目标谐振频率时，先确定直流输电系统的目标直流运行方式对应的各谐振频率，并在各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率，先确定一个频段范围，再在频段范围中确定需要滤除的特定频段谐波，如此，能够简化计算过程，减轻计算量，进一步提高对直流输电系统的谐振振荡进行抑制的效率。
53.在本技术的一些实施例中，谐振判断模块包括分解电流单元及目标谐振频率确定单元。接下来，将对分解电流单元及目标谐振频率确定单元的功能进行详细说明。
54.分解电流单元，用于确定所述直流输电系统的直流运行方式所对应的各谐振频率，每隔预置的时间段，通过双谱线插值fft算法分解所述信号采集模块当前采集到的直流侧电流，得到的每一谐振频率对应的谐振电流。
55.其中，直流侧电流中包含各个频率对应的电流分量，也包含各个谐振频率对应的谐振电流分量。
56.可以根据使用场景，确定时间段的长短。一般而言，可以每隔1ms分解一次号采集模块当前采集到的直流侧电流，得到的每一谐振频率对应的谐振电流。
57.在直流输电系统中，分解电流单元对直流侧电流进行fft分解，得到各谐振频率对应的电流分量，该电流分量为谐振电流。
58.目标谐振频率确定单元，用于根据每一谐振频率对应的谐振电流，确定所述各谐振频率中需要滤除的目标谐振频率。
59.其中，目标谐振频率确定单元可以通过判断每一谐振频率对应的谐振电流与该谐振频率对应的历史谐振电流相比，是否发生变化，当发生变化，可以确定该谐振频率为目标谐振频率。
60.每一谐振频率对应的谐振电流与该谐振频率对应的历史谐振电流相比，发生变化时，可能变大，也可能变小。
61.由上述的技术方案可以看出，相比于上一个实施例，本实施例提供了一种谐振判断模块确定目标谐振频率可选的实施方式，通过上述的实施例，能够将直流侧电流分解为谐振电流，并利用谐振电流针对性地确定目标谐振频率，进一步提高谐振判断模块确定目标谐振频率的效率。
62.在本技术的一些实施例中，目标谐振频率确定单元包括电流判断子单元及电流增加子单元。接下来，将对电流判断子单元及电流增加子单元的功能进行详细说明。
63.电流判断子单元，用于根据每一谐振频率对应的谐振电流，判断所述谐振频率对应的谐振电流是否逐步增加。
64.其中，可以将当前分解得到的每一谐振频率对应的谐振电流与预置的时间段前，该谐振频率对应的谐振电流进行比较，确定当前该谐振频率是否增加。当得到该谐振频率对应的新的谐振电流后，再将当前分解得到的每一谐振频率对应的谐振电流与预置的时间段前，该谐振频率对应的谐振电流进行比较，确定当前该谐振频率是否增加。当该谐振频率对应的比较结果连续多次都是增加后，可以确定该谐振频率对应的谐振电流逐步增加。
65.也可以每隔预置的时间段后，计算该谐振频率对应的谐振电流的变化值与该预置的时间段之间的比值，得到该谐振电流的电流变化率。当该谐振电流对应的电流变化率连续多次都大于0后，可以确定该谐振频率为目标谐振频率。
66.电流增加子单元，用于若所述谐振频率对应的谐振电流逐步增加，则将所述谐振频率作为目标谐振频率。
67.其中，当发生谐振时，电流的大小会发生改变，因而，可以通过判断所述谐振频率对应的谐振电流是否逐步增加，从而，判断是否发生谐振。
68.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种目标谐振频率确定单元确定目标谐振频率可选的实施方式，通过上述的技术方案，可以通过判断谐振频率对应的谐振电流是否逐步增加，确定该谐振频率是否为目标谐振频率。
69.在本技术的一些实施例中，电流判断子单元包括大小比较组件、变化次数确定组件及电流增加确定组件。接下来，将对大小比较组件、变化次数确定组件及电流增加确定组件的功能进行详细说明。
70.大小比较组件，用于判断每一谐振频率对应的谐振电流是否大于内存中所述谐振频率对应的电流。
71.其中，内存中存有每一谐振频率对应的电流，而该电流的大小与预置的时间段前，分解得到的该谐振频率对应的谐振电流的大小相同。
72.因而，通过判断每一谐振频率对应的谐振电流是否大于内存中所述谐振频率对应的电流，可以确定该谐振频率对应的谐振电流是否在增加。
73.变化次数确定组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流不大于内存中该谐振频率对应的电流，则将内存中所述谐振频率对应的变化次数更新为0；若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，则将内存中该谐振频率对应的电流更新为所述谐振电流，并对内存中所述谐振频率对应的变化次数加1，判断所述谐振频率对应的变化次数是否不小于预置的变化阈值。
74.当所述谐振频率对应的谐振电流不大于内存中该谐振频率对应的电流时，可认为当前该谐振频率对应的谐振电流并未增加，则将所述谐振频率对应的变化次数更新为0。
75.其中，预置的变化阈值的大小，可以根据具体的使用场景进行设置，一般而言，预置的变化阈值不小于10。
76.电流增加确定组件，用于若所述变化次数不小于预置的变化阈值，则确定所述谐振频率对应的电流逐步增加。
77.当该谐振频率对应的变化次数大于或等于变化阈值时，可以认为该谐振频率对应的电流在逐步增加。
78.从上述技术方案可以看出，本实施例中结合使用大小比较组件、变化次数确定组件及电流增加确定组件后，可以确定哪些谐振频率对应的谐振电流，在逐步增加，进一步地能够更好地确定目标谐振频率。
79.在本技术的一些实施例中，电流判断子单元包括电流比较组件、时间处理组件及电流变化判断组件。接下来，将对电流比较组件、时间处理组件及电流变化判断组件的功能进行详细说明。
80.电流比较组件，用于判断每一谐振频率对应的谐振电流是否大于内存中该谐振频
率对应的电流。
81.电流比较组件的功能与前述实施例中的大小比较组件的功能一致，可参照前述介绍，本处不再赘述。
82.时间处理组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流不大于内存中该谐振频率对应的电流，则清空内存中该谐振频率对应的时间；若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，则将当前时间与该谐振频率对应存储于内存中，并将内存中该谐振频率对应的电流更新为所述谐振电流。
83.当谐振频率对应的谐振电流小于或等于内存中该谐振频率对应的电流，可认为该谐振电流并未增加，则清空内存中该谐振频率对应的时间；当谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，则将当前时间与该谐振频率对应存储于内存中，并将内存中该谐振频率对应的电流更新为所述谐振电流。
84.电流变化判断组件，用于若所述谐振频率对应的谐振电流大于内存中该谐振频率对应的电流，计算该谐振频率对应的谐振周期，并判断内存中该谐振频率对应的最早时间与最晚时间之间的差值，是否大于n个谐振周期，若该谐振频率对应的最早时间与最晚时间之间的差值，大于n个谐振周期，则确定该谐振频率对应的电流逐步增加。
85.其中，n的大小可以根据具体场景进行限制，一般而言，n可以为5以上。
86.从上述技术方案可以看出，本实施例结合使用电流比较组件、时间处理组件及电流变化判断组件后，可以提供又一种确定哪些谐振频率对应的谐振电流，在逐步增加的方式，进一步地能够更好地确定目标谐振频率。
87.在本技术的一些实施例中，滤波支路还包括通路控制器，该通路控制器用于在所述谐振判断模块确定有目标谐振频率时，控制所述滤波器将所述谐振电流输出至减法器，还用于在所述谐振判断模块并未输出目标谐振频率时，控制所述滤波器不将所述谐振电流输出至减法器。
88.其中，当谐振判断模块确定并未有目标谐振频率时，可以控制不将滤波器输出的谐振电流输出至减法器。
89.从上述技术方案可以看出，本实施例相比于上一实施例提供了一种控制滤波支路的方式，通过上述的方式，可以在需要滤除特定谐波时，才对直流侧电流中的特定频率进行抑制，进一步实现提高直流输电系统的谐振抑制装置的实用性。
90.可选地，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
91.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
93.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。本技术的各个实施例之间可以相互结合。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。