[發明專利]一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置

在審

• 申請號: 202011580523.X
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112583014A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 杜夏冰;趙成勇;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置，其特征在于：有源濾波器(1)、無源濾波器(2)和控制單元(3)；其中有源濾波器包括H橋結構的子模塊SM(全控型器件IGBT、二極管、直流側電容C_SM)、輸出電感L_r等；無源濾波器包括高壓電容、電感、等；控制單元包括電流傳感器，諧波檢測，電流控制以及載波移相調制。

2.根據權利要求1所述的一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置，其特征在于：LCC-HVDC系統換流器出口處電壓等級高，且含有12k±1次諧波電流，其無源濾波器的組成結構為12次和24次雙調諧濾波器，無源濾波器具有一定的調諧帶寬，可以給11、13、23、25次諧波電流提供低阻抗通路。同時，無源濾波器承受絕大部分的基波電壓，可以降低級聯H橋有源濾波器的模塊數，大大降低濾波器造價。

3.根據權利要求1所述的一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置，其特征在于：有源濾波器基于級聯H橋結構，可通過增加級聯子模塊數來實現高壓大功率輸出。有源濾波器等同為一個受控電流源，通過控制其內部開關器件動作產生與負載諧波電流i_Ln大小相等方向相反的補償電流i_F，使電網電流中不含諧波分量。

4.根據權利要求1所述的一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置，其特征在于：其控制單元由電流互感器、諧波檢測、諧波和無功電流控制以及調制環節組成。諧波電流控制器采用準比例諧振控制，理想的諧振控制器在諧振頻率處增益無窮大，其他頻率處增益迅速衰減，可以使與諧振頻率具有相同頻率的正弦信號實現零穩態誤差控制。針對LCC-HVDC系統交流側12k±1諧波，電流控制器采用多個并聯的準比例諧振控制器，可實現高達37次的特征次諧波電流控制。無功功率控制器采用PI跟蹤控制，可實現動態無功補償。

5.根據權利要求1所述的一種適用于LCC-HVDC系統的混合型有源濾波裝置，其特征在于：傳統無源濾波器只能濾除調諧點上的諧波，級聯H橋HAPF可以跟蹤絕大部分次數的諧波，具有更強的濾波性能；現有的工程大都采用多組雙調諧無源濾波器進行濾波，采用混合型有源交流濾波裝置可以直接在現有工程上進行改造；受交流系統電壓波動的限制，傳統無源濾波器及無功補償裝置的容量是受限的，配置組數往往多達16～20組，使得濾波設備及無功補償裝置約占換流站占地面積的1/3。級聯H橋HAPF具有一定的動態無功補償能力，可以降低無功補償裝置投切時造成的電壓波動，從而可增加電容器每組的容量，減少組數，節省占地，節省大量投資。