[发明专利]用于抑制直流侧谐波电压的直流滤波器的选定方法及系统

说明书

本发明涉及用于抑制直流侧谐波电压的直流滤波器的选定方法及系统，其特征在于，包括以下内容：1)构建直流工程的整流站和逆变站中各个换流阀的谐波源计算模型，并求解得到每一换流阀在工程各个工况下产生的最大谐波值；2)构建直流工程的直流系统谐波计算模型；3)确定直流滤波器的调谐点；4)合成直流工程送受端的换流阀分别产生的各次谐波，得到直流工程各点的各次谐波；5)根据直流系统谐波计算模型、直流滤波器的调谐点和直流工程各点的各次谐波，以得到整流站和逆变站直流极线出站处的最低总电压峰值为目标，确定直流滤波器的拓扑结构，本发明可广泛用于高压直流输电系统设计领域中。

技术领域

本发明涉及一种用于抑制直流侧谐波电压的直流滤波器的选定方法及系统，属于高压直流输电系统设计领域。

背景技术

高压直流输电系统运行时，在输电线路上产生的谐波会对临近的通信线路产生干扰，早期通信线路多采用明线，极易受到干扰，因此，直流侧直流滤波器的选定目标主要是抑制流过直流极线和接地极线的等效干扰谐波电流。等效干扰谐波电流若满足通信干扰限值，则能同时将直流侧的整体谐波水平抑制在一定水平下，并能抑制谐振。这种直流滤波器的选定方法有较大地设计裕度，直流滤波器往往设计有多条支路，并有较大主电容，占地大投资多。

目前，通信网络中光纤已经成为主要通信介质，抗干扰能力大幅提高，因此完全可以放开对等效干扰谐波电流的限制，通过改造沿线受干扰通信明线来降低通信干扰。但是，同时需保证直流侧谐波水平不会过大影响到极线设备的绝缘水平。此时，传统方法的选定目标不再符合工程需要，明显过于保守且经济性非常差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种符合工程需要且经济性强的用于抑制直流侧谐波电压的直流滤波器的选定方法及系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于抑制直流侧谐波电压的直流滤波器的选定方法，其特征在于，包括以下内容：1)构建直流工程的整流站和逆变站中各个换流阀的谐波源计算模型，并求解得到每一换流阀在直流工程各个工况下产生的最大谐波值；2)构建直流工程的直流系统谐波计算模型；3)采用平方和方式，合成直流工程送受端的换流阀分别产生的各次谐波，得到直流工程内换流站和极线各点在不投入直流滤波器时的各次谐波；4)根据不投入直流滤波器时直流极线出站口的各次谐波以及直流系统谐波计算模型，以得到整流站和逆变站直流极线出站处的最低总电压峰值为目标，选定直流滤波器的拓扑结构。

进一步，所述步骤1)中采用经典公式计算和随机插值的方法，构建直流工程的整流站和逆变站中各个换流阀的谐波源计算模型，并求解得到每一换流阀在工程各个工况下产生的最大谐波值。

进一步，所述直流系统谐波计算模型包括串联等效换相电抗的3脉动谐波电压源、平波电抗器、阻断滤波器、直流滤波器、直流极线和接地极线路的等效模型。

进一步，所述步骤4)的具体过程为：4.1)根据直流工程极线避雷器残压和极线设备绝缘水平的要求，预先设定整流站和逆变站直流极线出站处总电压峰值的目标限值；4.2)根据该目标限值和直流工程的最大极线直流电压值，计算得到直流极线出站处的总谐波电压最大限值；4.3)根据直流极线出站处不投入直流滤波器时的谐波电压分布和总谐波电压最大限值，将直流滤波器调谐点设定在对直流侧谐波影响最大的谐波次数上，并选择一直流滤波器的拓扑结构，将该直流滤波器带入加入换流阀模型的直流系统谐波计算模型中；4.4)设定直流滤波器的主电容值，调节直流系统谐波计算模型中直流滤波器的调谐点和电阻值，求解直流系统谐波计算模型，得到整流站和逆变站直流极线出站处的总电压峰值；4.5)将该总电压峰值与预设的目标限值进行对比，若该总电压峰值低于目标限值，则确定直流滤波器的拓扑结构；若该总电压峰值不低于目标限值，则重复步骤4.4)，依次增加直流滤波器的主电容值，直至整流站和逆变站直流极线出站处的总电压峰值低于预设的目标限值，确定直流滤波器的拓扑结构。

进一步，所述整流站和逆变站直流极线出站处的总电压峰值为：