[发明专利]一种柔性直流输电系统换流站滤波器的设计方法

说明书

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：(1)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H_upcc的频率特性曲线。H_upcc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H_upcc曲线。可以看出，与应用于常规直流输电换流器时不同，H_upcc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ω_s使H_upcc达到谷底，这里称之为H_upcc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ω_s1，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ω_p。在这一点H_upcc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： 

1)选择谐振峰频率次数N_WP，确定滤波支路电容C_F； 

2)选择谐振谷频率为滤波器支路调谐频率N_WC，确定滤波支路电感L_F； 

3)确定品质因数Q值，确定滤波支路电抗R_F； 

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： 

ZF(n)=RF+jnω1LF+1jnω1CF]]>

谐振频率为：