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。     

高压直流输电系统双调谐直流滤波器设计

论述了高压直流系统直流滤波器设计的原则和具体流程,并以双调谐直流滤波器设计为例,研究了一种适用于工程实际的直流滤波器设计方法,推导了双调谐滤波器与两个单调谐滤波器等效的数学表达式。通过调整两个等效单调谐直流滤波器的参数,进而设计出满足要求的双调谐直流滤波器。根据该设计方法,可以方便地调整双调谐直流滤波器的参数,并能保持双调谐滤波器的主电容值和调谐次数不变,节省了直流滤波器设计时间,提高了效率。最后,通过一个计算实例,验证了本文所述设计方法的有效性。     

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。     

高压直流输电交流滤波器参数的计算

无功补偿和电压控制是高压直流输电工程中的重要问题。交流滤波器可以滤除交流侧谐波并补偿无功功率,所以广泛应用于高压直流输电工程中。交流滤波器必须满足在各种工况下的交流侧谐波性能和无功功率补偿要求。首先给出单调谐滤波器参数计算的方法和精确公式;在双调谐和三调谐滤波器的参数计算过程中,通过把双调谐、三调谐滤波器等效成2个或3个单调谐滤波器,先计算得到各个单调谐滤波器参数,再经过该文给出的等效公式得到双调谐和三调谐滤波器参数,并通过定值计算和性能计算验证交流滤波器的元件参数能够符合系统要求。给出了一个三调谐滤波器计算的例子。通过仿真,得到三调谐滤波器和等效的3个单调谐滤波器的阻抗频率特性曲线,并加以对比,结果表明这种参数计算方法符合工程精度要求。介绍了另一种基于交流滤波器阻抗频率特性的滤波器参数计算方法并将两者做了对比,分析了2种滤波器参数计算方法的优缺点。     

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...     

基于粗糙集的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法

通过三调谐直流滤波器谐振频率对其元件参数的灵敏度分析,揭示了三调谐直流滤波器各元件参数变化对谐振频率的影响机理,以此为基础提出了一种基于粗糙集理论的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法。该方法将滤波器元件参数微变引起的各次谐波电流相对变化量作为条件属性,参数微变元件类型作为决策属性,以此建立决策表,通过对决策表的属性约简导出造成滤波器失谐的故障元件检测规则,并讨论了确定性因子、覆盖度和置信度等检测规则的评价指标。通过对实际直流系统的大量仿真计算表明,该故障元件检测方法简单、有效。     

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。     

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。     

直流输电系统孤岛运行交流滤波器设备能力评估方法

高压直流输电系统在孤岛运行方式下,若发生系统故障,交流系统频率会出现较大范围的变化,将增大交流滤波器元件的电流。通过对直流输电系统孤岛故障条件下频率变化的分析,研究了频率变化对交流滤波器元件额定电流的影响。基于单调谐滤波器的阻频特性,提出了多调谐滤波器频率波动条件下的定值计算方法。据此分析了交流系统条件和滤波器参数对设备定值随频率变化的影响,提出了在孤岛条件下交流滤波器设备能力的评估方法。通过与仿真结果的对比,验证了所提方法的有效性。     

单调谐滤波器的滤波特性与短路比的关系

单调谐滤波器在失谐或配置不当的情况下会发生并联谐振并引起电网谐波放大,该现象是由滤波器参数和电网参数共同决定的.引入了滤波器短路比这一新的特征参数,综合表征了滤波系统中的滤波器参数与电网参数.采用滤波器投入前后注入电网的谐波电流之比作为滤波效果的评价指标,通过分析电网不发生谐波放大的充要条件,揭示了电网谐波放大特性与滤波器短路比之间的简明的内在关系.在滤波器对所调谐谐波不发生放大的前提下,单调谐滤波器的最大允许失谐度与短路比成反比.为防止滤波器对调谐频率以下的各次谐波发生并联谐振,滤波器短路比必须避开某些禁值.给出了单调谐滤波器在19次以下谐波的短路比禁值以及合理取值范围.     

谐波电压对中高压并联混合有源滤波器影响及注入支路参数设计

针对传统并联型混合有源滤波器须承受电网基波电压的缺点,该文研究了两种改进结构的并联型混合有源滤波器,通过添加基波谐振支路来减小有源部分的基波分压,使其适用于中高压系统,在总结了通用电气模型的基础上,分析了电网谐波电压引起的谐振及直流侧电压抬升问题;提出了应用多目标遗传算法对混合有源滤波器中有源部分注入支路的参数进行优化,以减小基波谐振支路的谐波分压,同时保证有源部分产生的补偿电流能够大部分注入电网。实例设计及仿真、实验表明,与根据经验设计的参数相比,经优化设计的滤波器能够在谐波电压含量较高的情况下安全、稳定、有效的运行。     

基于裂芯式可控电抗器双调谐滤波器研究

传统的无源滤波器通常由固定电抗器和电容器组成,在使用中系统频率、结构以及器件参数变化均会引起失谐现象。提出利用可控电抗器代替传统的固定电抗器,使滤波器在闭环控制下能自动跟踪电源频率和其他参数的变化,始终保持在特定频率谐振。深入分析了双调谐滤波器中串联可调电抗器参数对滤波器谐振频率和其他元件参数的相对灵敏度,证明了利用单个可控电抗器实现具有自调谐功能的双调谐滤波器的可行性。以电力系统中常见的5次、7次谐波滤波器为例,设计并实现了基于单个裂芯式可控电抗器的双调谐滤波器,并在试验中取得了良好效果。它相对于有源滤波器而言结构简单,成本低,易于实现。     

并联有源滤波器输出LCL滤波器研究

基于电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性要求,提出了应用在三相并联有源电力滤波器中的LCL滤波器的一种新颖的设计方法。LCL滤波器是一种滤除逆变器开关谐波的有效手段,具有比LC滤波器更优异的性能,能够克服由于电网阻抗的不确定性而影响滤波效果的缺点。在详细介绍设计过程的基础上,给出了一个设计实例。为了避免LCL滤波器发生电流谐振,通常需要加入阻尼电阻,则导致损耗增加,降低系统效率。提出一种新的控制策略,引入电容电流反馈的方法,有效地替代了LCL滤波器中电阻的阻尼作用。通过调节反馈系数,不需要改变系统谐振频率,同时增强了阻尼作用,有效地抑制了低次谐波的振荡。仿真和实验结果证明了设计的LCL滤波器和采用的控制策略的优异性能。     

基于可控电抗器的单调谐滤波器

介绍了一种基于可控电抗器的单调谐滤波器,通过将普通的无源滤波器进行有源化的改造,改善传统无源滤波器易受参数影响而失谐的缺点,实现当系统其他参数变化时,可以通过调节电感值使滤波器在原来的频率处保持谐振状态,从而保持较好的滤波效果。对检测滤波支路n次谐波电压、电流同相位法和滤波后系统侧n次谐波电流幅值最小法2种闭环控制策略的可行性和特点进行了分析,并利用基于自寻最优的控制方法进行了7次单调谐滤波器的实验,结果证明了基于可控电抗器的单调谐滤波器具有良好的滤波效果和对系统参数变化的自调谐功能。     

计及系统等效阻抗的无源滤波器偏谐设计

通过对谐波分流比公式的分析,推导出滤波器参数和最大失谐度的关系。讨论了滤波器偏谐设计中元件参数的选择办法,着重分析了串联电抗器的选择方法,通过调整滤波器的调谐频率,使滤波器在最大失谐度情况下,系统谐波分流比和谐振时相比变化较小,在整个失谐范围内更好地满足了电能质量的要求。     

串联混合型单相电力有源滤波器稳态特性的研究

串联混合型单相电力有源滤波器是串联有源滤波器与并联无源滤波器组合而成的单相电路新型滤波装置。本文基于其控制方法和工作原理，对其稳态工作特性进行了深入研究。通过分析，获得了稳态补偿特性曲线，探讨了其控制放大倍数与补偿性能的关系，分析了其对电路中谐振现象的抑制作用。仿真和实验表明，该滤波装置具有良好的稳态补偿特性，并且可以较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振     

SHPF-TCR联合控制补偿系统的研究

针对有源电力滤波器无法动态补偿无功功率,无源滤波器补偿产生相移的问题,提出一种晶闸管控制电抗器与并联混合电力滤波器(SHPF-TCR)联合补偿控制系统。SHPF由小容量有源电力滤波器和五次LC单调谐滤波器构成以补偿系统谐波,调谐滤波器和TCR形成并联型无源滤波器以补偿系统无功。将解耦控制用于电流跟踪和电压调节,引入PI控制器消除系统稳态误差。该SHPF-TCR联合控制能够有效的降低APF容量,消除系统谐振,稳定性好,动态响应速度快。实验及仿真结果证明了所提出结构和控制方法可以很好地进行谐波和无功的综合补偿。     

并联电容器装置串联电抗器的电抗率及容量选择

在电力系统中,安装并联电容器组是为了补偿无功功率,提高电压水平.但加装并联电容器组会改变系统谐波阻抗的频率特性,对于工频,系统的感抗Xs一般比并联电容器组容抗Xc小得多,因而不会发生谐振,但当系统中含有谐波分量时,就可能发生有害的串、并联谐振和谐波放大,所以应对并联电容器装置串联电抗器的电抗率及容量进行合理选择.     

无功补偿电容器组的并联谐振分析

当系统中存在谐波源时,无功补偿电容器组与系统电路会在某次谐波频率下发生并联谐振。本文分析了谐振次数与电容器组容量、母线短路容量以及母线电压上升值之间的数学关系。并联电容器组与电抗器串联具有滤波功能,同时也会与系统发生并联谐振。还分析了滤波次数和发生谐振次数的数学关系。