[發明專利]一種高壓直流輸電系統直流側濾波器失諧的在線辨識方法

有效

• 申請號: 201310749925.1
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103675560A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 黃銀龍;樂健;毛濤;羅漢武;譚甜源
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所 42222
• 代理人: 薛玲

技術領域

本發明涉及一種高壓直流輸電系統直流側濾波器失諧的在線辨識方法。

技術背景

直流輸電系統具有線路造價低、適合遠距離輸電、無系統穩定問題、調節快速、運行可靠等優點，越來越多地被應用于遠距離輸電和交流系統互聯的場合。但由于直流輸電系統中使用的由電力電子器件構成的換流站會產生大量的諧波，對整個直流輸電系統產生諧波危害，故需在高壓直流側添加直流濾波器來進行濾波。在高壓直流系統運行過程中，由于環境溫度的變化，自身的發熱和老化等原因，濾波器的電容和電感等元件的參數均會發生微小的變化，使得直流濾波器的實際諧振頻率和諧波阻抗值偏離設定值，導致濾波器失諧。濾波器失諧后，將影響了直流側的濾波器效果，附加在直流電壓上的諧波將會周邊通信設備產生干擾，并對換流器的控制穩定性產生影響。

對交流濾波器失諧的檢測，可以通過檢測交流濾波器電流的零序分量來實現，而在直流側目前則尚無一種較好的辨識方法。有的研究提出基于粗糙集的三調諧直流濾波器失諧故障元件的檢測方法，對直流側失諧故障元件進行了辨識，但該方法對不同的濾波器需設置不同的辨識規則，且辨識規則的設定繁瑣，普遍適用性較差。

因此，如果能對目前高壓直流輸電系統中廣泛使用的直流側濾波器進行簡單改造，設計出直流側濾波器失諧在在線辨識方法，能夠在進行諧波濾除的同時對濾波器失諧的元件進行辨識，將具有很大的實用價值和市場推廣前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓直流輸電系統直流側濾波器失諧的在線辨識方法。

本發明的技術方案為一種高壓直流輸電系統直流側濾波器失諧的在線辨識方法，用于提供性價比較高的高壓直流側濾波器失諧元件辨識方法。本發明在傳統直流側濾波器的各支路中串入電流互感器，對測量得到的電流進行傅里葉分解，得到各次諧波電流，對特定次的諧波電流進行分析，即可辨識出濾波器的具體失諧元件。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高壓直流輸電系統直流側濾波器失諧的在線辨識方法，在高壓直流輸電系統直流側濾波器的支路中串入電流互感器，利用測量得到的電流，結合已知的直流側濾波器的各元件參數或頻率-阻抗特性，通過計算辨識出高壓直流輸電系統直流側發生失諧濾波器的失諧元件。

具體包括以下步驟，

步驟1、在高壓直流輸電系統直流側濾波器的支路中串入電流互感器，分別測量各電流互感器電流的實際運行值，利用快速傅里葉變換FFT技術，計算得到各次諧波電流實際運行值的有效值；

步驟2、根據已知的直流側濾波器的各元件參數或頻率-阻抗特性，利用諧波分析技術，計算濾波器各支路諧波電流的設計值，利用快速傅里葉變換FFT技術，計算得到各次諧波電流設計值的有效值；

步驟3、判斷濾波器是否發生失諧；

分別比較濾波器各支路電流中具有諧振頻率的諧波電流的實際運行值的有效值與設計值的有效值，計算兩者的電流變化率，根據電流變化率判斷濾波器是否發生失諧。

所述步驟3的具體過程為：

步驟3.1、先計算出上段支路的電流；

如果含有并聯支路，則上段支路的電流為各并聯支路的電流之和；如果沒有并聯支路，則在串聯支路接地側接入電流互感器來獲得上段支路電流；

步驟3.2、與濾波器正常運行時的上段支路電流進行對比，求解上段支路電流的變化率；

如果高次諧波(50次及以上)電流的變化率小于0.5%，而低次諧波(1次)電流的變化率大于2%，則失諧元件為串聯部分電容元件；如果高次諧波(50次及以上)電流的變化率大于2%，而低次諧波(1次)電流的變化率小于0.5%，則失諧元件為串聯部分電感元件；如果有中段并聯元件，則繼續步驟3.3，反之結束；

步驟3.3、求濾波中段并聯部分的并聯諧振頻率；

步驟3.4、分別求中段并聯諧振頻率處兩支路電流的變化率；

如果并聯部分支路一的電流變化率大于2%，而支路二的電流變化率小于0.2%，則判斷為支路一失諧；如果支路一的電流變化率小于0.2%，而支路二的電流變化率大于2%，則判斷為支路二失諧；如果有下段，則繼續步驟3.5，反之結束；

步驟3.5、求濾波下段并聯部分的并聯諧振頻率；

步驟3.6、分別求下段并聯諧振頻率處兩支路電流的變化率；

如果并聯部分支路一的電流變化率大于2%，而支路二的電流變化率小于0.5%，則判斷為支路一失諧；如果支路一的電流變化率小于0.5%，而支路二的電流變化率大于2%，則判斷為支路二失諧。