[發(fā)明專利]一種直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910639002.8
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110380402B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡秋玲;王帥卿;季一鳴;胡學彬;張濤;張磊;陳東;樂波;楊一鳴;楊鵬程;閆鑫;吳方劼;王曉民;申笑林;王超;郝致遠;杜商安;王堯玄;張和;王玲
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網(wǎng)北京市電力公司
• 主分類號: H02J1/02
• 分類號: H02J1/02;H02J3/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發(fā)明涉及一種直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括以下內(nèi)容：1)選定直流濾波器和高頻濾波器，并將選定的濾波器加入直流輸電系統(tǒng)的寬頻仿真模型中；2)仿真獲得加入和不加入濾波器時寬頻仿真模型中的每一換流閥在開通與關(guān)斷過程中各橋臂兩端的電壓時域波形，以及換流閥交直流進出線側(cè)的電壓時域波形和電流時域波形；3)分別得到加入和不加入選定的濾波器時寬頻仿真模型中橋臂兩端的電壓頻域波形以及換流閥交直流進出線側(cè)的終端頻域負載；4)計算加入和不加入選定的濾波器時各頻率下直流輸電系統(tǒng)中空間電磁場的值；5)選定直流輸電系統(tǒng)中的濾波器，本發(fā)明可廣泛用于高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定方法及系統(tǒng)，屬于高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

特高壓直流輸電系統(tǒng)為雙極運行，每極各建立一個換流站，換流站包括高壓閥廳、低壓閥廳和其他設(shè)備。換流站是高壓直流輸電的核心以及交直流電能轉(zhuǎn)換的中心。換流站是由各種不同的電氣設(shè)備相互連接組成的復雜電網(wǎng)絡(luò)，其運行狀況直接影響整個直流輸電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。換流閥設(shè)備在一個工頻周期中導通與關(guān)斷12次，這種快速且持續(xù)的電磁騷擾是換流站電磁騷擾環(huán)境中最主要的騷擾源。由于換流閥的散射體全部為金屬線或金屬面導體，采用三維矩量法對換流閥系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁輻射進行計算是一種簡單且可行的方法。

直流輸電系統(tǒng)中的直流濾波器和高頻濾波器是針對直流系統(tǒng)的電磁騷擾設(shè)置的濾波設(shè)備，目前，對濾波器的優(yōu)化主要采用電路的計算方法，通過解析算法理論計算直流線路上的等效干擾電流和直流系統(tǒng)內(nèi)的諧波分布，從而對濾波器進行拓撲改進、參數(shù)優(yōu)化，達到最優(yōu)。然而,這種方法并不直觀，且理論計算往往也包含著很多近似。實際系統(tǒng)中往往變量過多，導致解析算法難以覆蓋，且這些變量多為時變量，難以準確計算。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種直觀且計算準確的直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定方法及系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：1)選定直流濾波器和高頻濾波器，并將選定的濾波器加入直流輸電系統(tǒng)的寬頻仿真模型中；2)分別仿真獲得加入和不加入選定的濾波器時寬頻仿真模型中的每一換流閥在開通與關(guān)斷過程中各橋臂兩端的電壓時域波形，以及換流閥交直流進出線側(cè)的電壓時域波形和電流時域波形；3)采用傅里葉變換，將獲得的所有電壓時域波形和電流時域波形均變換到頻域，分別得到加入和不加入選定的濾波器時寬頻仿真模型中橋臂兩端的電壓頻域波形以及換流閥交直流進出線側(cè)的終端頻域負載；4)采用三維矩量法，在換流閥三維有限元模型中，以所有橋臂兩端的電壓頻域波形為激勵，加入換流閥交直流進出線側(cè)的終端負載，計算得到加入和不加入選定的濾波器時各頻率下直流輸電系統(tǒng)中空間電磁場的值；5)比較加入和不加入選定的濾波器時相同頻率下空間電磁場的值，若加入選定的濾波器后任一頻率下空間電磁場的值均不低于相應(yīng)不加入選定的濾波器時空間電磁場的值，則進入步驟1)，重新選定一直流濾波器和高頻濾波器；反之，則該直流濾波器和高頻濾波器為優(yōu)選的濾波器，完成直流輸電系統(tǒng)中濾波器的選定。

進一步，所述直流輸電系統(tǒng)的寬頻仿真模型的構(gòu)建過程為：根據(jù)換流閥高頻寄生參數(shù)，采用由電容電阻電抗元件串并聯(lián)的物理電路模型表示直流輸電系統(tǒng)中換流閥各組成部分的寬頻模型，其中，換流閥高頻寄生參數(shù)包括飽和電抗器等效并聯(lián)電容、阻尼電容損耗等效電阻和阻尼電阻等效并聯(lián)電容；根據(jù)換流閥元件的寬頻模型，結(jié)合直流輸電系統(tǒng)的參數(shù)，構(gòu)建整個直流輸電系統(tǒng)的寬頻仿真模型。

進一步，所述直流輸電系統(tǒng)中換流閥各組成部分包括晶閘管元件、阻尼電容和電抗器。

進一步，所述直流輸電系統(tǒng)的參數(shù)包括接入交流電網(wǎng)參數(shù)、換流變壓器電氣參數(shù)、換流站拓撲參數(shù)和換流閥結(jié)構(gòu)參數(shù)。

進一步，所述步驟4)中的換流閥三維有限元模型為采用空間電磁場仿真方法建立的包括晶閘管元件、導線和閥塔金屬平面的換流閥三維有限元模型。