高压直流输电系统直流滤波器的设计

直流滤波器是抑制高压直流输电(HVDC)直流侧谐波的最有效、最典型且应用最广泛的设施,其设计的优劣既牵涉到HVDC系统的运行性能和安全稳定性,又关系到整个系统总投资的高低。为深入研究直流滤波器的设计,首先总结了现有HVDC工程直流滤波器的配置现状,在分析直流滤波器电路结构和阻抗-频率特性的基础上,忽略电阻的影响,根据调谐点滤波器阻抗Z=0,推导了双调谐滤波器和三调谐滤波器设计的精确公式,提出了详细的参数设计方法,而公式有多组解,选取最大的串联谐振频率rω1那一组解,此时滤波器阻抗-频率特性在谐振点附近的曲线比较平坦,滤波效果最好。然后以HVDC实际工程直流滤波器参数进行验证,结果表明所提出的公式完全正确,可为直流滤波器的参数设计提供工程指导。最后以满足等效干扰电流为基本要求,对某HVDC工程的直流滤波器进行了实例设计。     

高压直流输电系统双调谐滤波器特性研究

在分析高压直流输电（ＨＶＤＣ）系统双调谐滤波器阻抗－频率特性的基础上,给出其品质因数的定义,分析了阻尼电阻等参数对滤波性能的影响。并对某ＨＶＤＣ工程所采用的直流滤波器进行了计算,计算结果表明所提出的定义可以为双调谐滤波器的参数设计提供工程指导。     

参数失谐对基于滤波器的高压直流输电系统直流侧谐波电压测量的影响

将测量的高压直流输电系统直流侧滤波器电流进行傅里叶分解得到各次谐波电流,结合滤波器已知的阻抗-频率特性计算得到直流侧的谐波电压。推导了采用常规直流单调谐滤波器时谐波电压测量误差与参数失谐度之间的关系,分析了不同元件的失谐度对各次谐波电压测量的影响和谐波电压测量误差对滤波器元件参数失谐的灵敏度。仿真计算结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

参数失谐对基于滤波器的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量的影响

准确有效地测量交流侧谐波电压是确保高压直流输电系统安全运行和验证交流侧滤波器设计有效性的重要依据。首先提出一种基于交流侧滤波器的高压直流输电系统谐波电压的测量方法,通过测量流过交流侧滤波器的电流并进行谐波分解,结合滤波器已知的阻抗-频率特性即可准确方便地计算得到交流侧的谐波电压。着重分析滤波器参数失谐时对谐波电压测量结果的影响,针对双调谐滤波器推导了谐波电压测量误差与元件参数失谐度关系的理论表达式,分析失谐程度对各次谐波电压测量的影响,进行谐波电压测量误差相对滤波器元件参数灵敏度的分析,最后通过仿真计算和物理实验验证所提出方法和分析结论的正确性和有效性。     

参数可调节的高压直流输电系统直流滤波器设计方案

为了更有效设计高压直流输电系统直流滤波器,论述了一种基于滤波器等效原则的并且适用于工程实际的直流滤波器设计方法,并详细论述了实际工程中直流滤波器设计的要求.该设计方法具体过程为:通过将多调谐滤波器等效成对应个单调谐滤波器,以多调谐滤波器的主电容值和调谐次数为限制条件,先计算各个单调谐滤波器参数,再经过等效公式得到多调谐...     

±800kV特高压直流输电工程交流滤波器优化设计

高压直流输电的换流器向交流电网注入大量谐波,因此必须在换流站装设交流滤波器对这些谐波加以抑制,为此改进了交流滤波器的传统设计方法,提出了以寿命周期成本最小为目标,同时满足多项谐波限制标准等约束条件的交流滤波器参数优化设计方法。利用该优化设计方法,针对我国在建的±800kV向家坝—上海特高压直流试验示范工程,建立了由双调谐高通型滤波器、三调谐高通型滤波器以及并联电容器构成的交流滤波系统优化数学模型,并利用遗传算法分别计算产生了整流站和逆变站交流滤波器的5种优化方案。通过进一步优化对比,从中选出了交流滤波器的最优方案,给出了最优滤波器的参数计算结果。采用的优化设计方法为高压直流输电工程交流滤波器的设计提供了一种新的设计思路。     

一种新型的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量方法

准确有效地进行高压直流输电系统交流侧谐波电压测量是掌握直流输电系统实时运行状况,研究分析交流滤波器设计正确性、有效性的重要前提和依据,该文提出一种新颖的高压直流输电系统交流侧谐波电压的测量方法,以解决目前缺乏高性价比高压谐波电压测量手段的问题。该方法测量流过交流侧滤波器各支路的电流,根据对电流的谐波分析结果,结合滤波器的元件参数或已知的阻抗?频率特性,即可简单方便地计算得到交流侧的谐波电压。该方法仅需在传统交流滤波器的基础上进行简单改造即可实现,测量电压谐波精度高,扩展了交流滤波器的功能。给出该方案的原理和谐波电压的计算方法,对利用不同滤波器进行谐波电压测量的性能进行比较,研究滤波器参数变化和电流传感器测量精度对谐波电压测量结果的影响。通过仿真计算验证所提出方法的正确性和有效性。     

电阻器安装位置对双调谐滤波器性能影响的分析

双调谐滤波器是目前高压直流工程中采用最普遍的交流滤波器,其中电阻的阻值大小和连接方式均影响滤波器的滤波性能。本文介绍了双调谐滤波器中电阻器的常规阻值选择和连接方式,对采用不同的电阻器阻值和连接方式的滤波器性能进行研究。通过计算研究滤波器阻抗—频率特性,分析不同滤波电阻器配置下的双调谐滤波器滤波性能,并以典型高压直流输电工程为例,给出配置原则和建议,对实际工程滤波器的设计具有一定的指导作用。     

高压直流输电系统中双调谐滤波器参数研究及其仿真

针对高压直流系统中的换流装置产生谐波的问题,在高压直流输电(HVDC)系统中宜采用双调谐滤波器。对双调谐滤波器的特性进行分析和参数设计:由基波无功补偿容量公式推算出串联回路电容;由谐振频率与参数的关系确定串、并联电感及并联电容。由滤波参数可得出谐振点的公式,通过理论重点分析了双调谐滤波器在调谐频率下略显感性的重要意义,同时引入安全系数。最后,通过对一计算实例进行参数计算,并运用Matlab/Simulink对其仿真。结果表明,考虑到系统频率偏移,防止与系统发生并联谐振等综合因素,安全系数取1.0～1.1时效果较佳。     

高压直流输电系统直流滤波器综合设计

直流滤波器作为高压直流输电(HVDC)工程的重要组成部分,对直流侧谐波和线路出口过电压具有良好的抑制作用。为了系统地介绍直流滤波器的综合设计方案,首先,从谐波成分入手,分析了装设直流滤波器的必要性;其次,根据阻抗-频率特性方程,推导出了单调谐和双调谐滤波器的参数计算公式;针对直流滤波器保护的特殊性,最后给出了滤波器保护的配置方案和CT配置原则。     

高压直流输电双调谐滤波器阻尼电阻的选取原则

阻尼式双调谐滤波器广泛应用在高压直流工程中,其阻尼电阻的选择关系到滤波器的滤波效果和直流系统的运行性能.首先通过比较不同阻尼电阻下的滤波器阻抗频率特性,分析了阻尼电阻对滤波效果的影响;然后以某±800 kV特高压直流输电工程交流滤波器设计为例,考核不同阻尼电阻下滤波器的性能和稳态定值;最后基于性能指标和稳态定值要求的考虑,总结了电阻优化选择的基本原则和规律,对提高滤波器设计的效率、减少盲目性具有一定的工程指导意义.     

基于最佳偏调谐的无源滤波器优化设计

为保证滤波器失谐情况下仍具有最佳的滤波效益,提出一种基于最佳偏调谐的滤波器优化设计方法。该方法选取各滤波支路补偿容量作为优化变量,考虑无功功率平衡、谐波电压、谐波电流限制等,以母线电压畸变率最小为目标函数,建立含最佳偏谐率变量的优化模型。通过迭代求解,可得到各滤波支路最佳补偿容量和最佳调谐频率,保证失谐情况下滤波器具有最佳滤波效果。对具体工程实例计算表明,与传统经验优化方法相比,该方法设计的滤波器在失谐情况下具有更佳的滤波效果。     

三调谐电力滤波器的研究

在分析单调谐滤波器和双调谐滤波器特性的基础上，提出了一种等效于三组单调谐滤波器的三调谐滤波器，该滤波器由3个电感和3个电容组成；分析了该滤波器的阻抗特性，给出了参数的计算方法, 通过额定电压、调谐频率、并联谐振频率和补偿容量等已知数据计算出电感和电容元件的参数；并针对一110kV实际电网，完成三调谐滤波器设计计算、仿真分析和试验测试。结果表明该滤波器有良好的滤波性能，可以同时滤除三种不同频率的谐波，频率误差不超过2Hz，性能优于三组单调谐滤波器，具有基波损耗低、占地小、投资省、只有一个电抗器接受冲击电压、只需要一个开关等优点，适合在电力系统推广应用。     

特高压直流换流站交流滤波器组对电网谐波的影响分析

特高压直流换流站配置的交流滤波器兼具特征谐波滤除和无功补偿功能,但其易与电网背景谐波阻抗相互作用导致低次谐波放大现象。交流电网谐波阻抗的获取是交直流系统谐波特性分析及交流滤波器设计配置的基础。文中根据电网谐波阻抗特性较为复杂,难以建模计算的特点,提出了一种基于换流站不同运行工况的500 kV交流电网背景谐波阻抗实用估算方法;定义了交流滤波器组谐波增益指标,通过该指标分析了特高压直流换流站交流滤波器组对电网低次谐波的放大机理;研究了交流滤波器参数与放大作用间的关系,提出了2种交流滤波器的改造方案。最后,以绍兴换流站测试数据为例,结合电网背景谐波阻抗估算结果,对其5次谐波放大问题进行了理论分析,并对交流滤波器改造方案进行了探讨。     

低损耗多调谐无源滤波器

双调谐滤波器和三调谐滤波器具有占地少、减少高压电感和电容元件、节省开关等诸多优点，已经在直流输电工程中得到广泛应用。但是现有的多调谐阻尼型滤波器用于低次谐波滤波时，滤波器的基波损耗过大。文中介绍了一种低损耗的阻尼型双调谐滤波器和三调谐滤波器电路，其基本思路是使滤波电路的部分LC元件构成基波串联调谐电路，并使并联阻尼电阻连接在基波调谐电路的两端，从而避免阻尼电阻上的基波功率损耗。新滤波器用在高压直流输电系统中将节省运行成本。     

灵宝换流站交流滤波器性能研究

根据西北～华中联网背靠背直流工程功能规范书中所规定的条件 ,分析了计算灵宝换流站 2 2 0kV侧谐波电流和交流滤波器性能所需的数据和交流滤波器设计中应考虑的因素 ,提出了交流滤波器型式选择的一般原则。用ABB公司的HAP程序计算 2 2 0kV侧谐波电流和交流滤波器性能的结果表明交流滤波器指标满足功能规范书的要求。     

大功率混合型APF用于大型冶炼厂谐波治理

为消除电力系统谐波及其巨大危害,根据大型冶炼厂谐波治理的特点,提出了一种新颖的拓扑结构-大功率混合型有源滤波器,它将串联谐振注入型有源滤波器与无源滤波器并联混合,由电容静态补偿无功功率,由有源和无源部分共同抑制谐波。实践证明该装置具有较好的滤波效果和一定的无功补偿能力。     

交流自调谐滤波器与可控电抗器

交流调谐滤波器结构简单、可靠性较高、运行费用较低、广泛应用在谐波治理电路中。本文介绍了交流调谐滤波器的工作原理和固有缺点.滤波器参数变化所引起的失谐是导致滤波性能恶化的主要原因。磁阀式可控电抗器具备近似线性的伏-安特性、较小的有功损耗以及较快的响应速度等特点,而且制造工艺简单、成本低廉、高次谐波小。利用磁阀式可控电抗器电感可以连续调节的特点,可以保持滤波器在谐振点附近工作,大大提高了滤波的效果。文中介绍了新型自动连续调谐滤波器的原理结构及其关键部件,它具有自适应能力,可跟踪谐波变化,使滤波器始终工作在谐振点附近,而且能够抑制谐波放大,从经济角度考虑也比较实用,指出用有源技术增强LC调谐滤波器对参数变化的自适应能力是滤波装置今后的一个发展方向。