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。

三调谐直流滤波器高压电容故障分析与保护

云—广特高压直流输电工程直流侧采用的三调谐滤波器只有一个处于高电位的电容器,该高压电容器承受几乎全部直流电压和大部分谐波电压降,导致容易在运行中发生电压击穿损坏。因此有必要对它的故障原因和故障特征进行深入分析和探讨。笔者讨论了直流高压电容器的内部结构和工作条件,接着分析了电容器单元故障时不平衡电流的大小和特征,并基于PSCAD/EMTDC工具建立详细的三调谐直流滤波器高压电容的模型,证明了其故障时不平衡电流大小与两桥臂电流之和成固定比例的关系,最后对高压电容器应配置的保护方式提出了建议。

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。

±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。

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滤波器的参数,避免通常的根据调谐次数计算多调谐滤波器参数的复杂的计算公式。根据该设计方法,可以方便地通过调整等效单调谐滤波器的参数而改变多调谐滤波器的参数,同时能保持多调谐滤波器的主电容值和调谐次数不变,提高了直流滤波器设计的效率。最后通过一个工程算例校验了该设计方法。

特高压直流滤波器的失谐检测及保护

在对三调谐滤波器的调谐特性进行理论分析的基础上,基于±800 kV云广特高压直流输电系统中的三调谐直流滤波器参数对其进行了计算分析,揭示了三调谐滤波器失谐时谐振频率和谐波阻抗对应失谐元件参数的特点,提出了直流滤波器的失谐检测原理。通过PSCAD/EMTDC对该系统进行的仿真计算结果表明,该检测原理正确、有效,具有工程实用性。