一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，属电力系统电能传输技术领域。本发明专利技术采用无源低通滤波器，模拟工频传输状态输电线路，通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要模拟的输电线路物理长度，计算得到所需模拟工频传输状态输电线路的等效电感值、等效电容值；根据基准无源低通滤波器模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。输电线路波阻抗相同。输电线路波阻抗相同。

【技术实现步骤摘要】
一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，属电力系统电能传输


技术介绍

[0002]在高压输电中，电气距离的改变有助于对半波长输电线路物理传输距离进行柔性调节。通常模拟线路的电气距离是通过将多个参数值相同的电感、电容元件组成的回路进行级联以形成一个集总参数回路进行电气距离传输模拟，但是这种方法仅是对传输线分布参数的简单模拟，在截止频率附近会造成振荡。为弥补传统的传输线模拟方法的不足，亟需提出一种新型的模拟输电线路方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟，以解决现有输电线路模拟的问题。
[0004]通过无源低通滤波器能够稳定传输通带内信号的特点，在输电线路物理长度不能满足特定电气距离长度要求时，通过将所需模拟的输电线路的电感总量与电容总量代入基准低通滤波器模型中，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，采用一种具有通工频状态量阻高频状态量，且相位特性良好的无源低通滤波器，来模拟工频传输状态输电线路，通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要模拟的输电线路物理长度，计算得到所需模拟工频传输状态输电线路的等效电感值、等效电容值。根据基准无源低通滤波器模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。
[0006]具体步骤为：
[0007]Step1：设输电线路在工频下的单位长度电感值为L，单位长度电容值为C，需要模拟的输电线路物理长度为K。
[0008]Step2：在设计无源低通滤波器时，考虑到不同阶数的基准无源低通滤波器模型对应的电感值为L0，电容值为C0，假定所需模拟的输电线路等效电感值为L
s
，电容值为C
s
，因此得到比值p：
[0009][0010]Step3：不同阶数对应的基准滤波器截止频率为f0，计算得到不同无源低通滤波器阶数对应的截止频率f
s
：
[0011]f
s
＝P
×
f0[0012]Step4：由此选取所需模拟输电线路长度所对应的最低阶数无源低通滤波器应满
足：
[0013]f
s
＞50HZ
[0014]在该条件下，保证了无源低通滤波器模拟的输电线路工频部分位于低通滤波器通带内，使工频分量能够无损耗通过低通滤波器。
[0015]Step5：计算所需模拟的输电线路等效电感值L
sum
和电容值C
sum
：
[0016]L
sum
＝LK
[0017]C
sum
＝CK
[0018]Step6：设基准巴特沃斯无源低通滤波器模型中，L(m)和C(n)分别为基准滤波器模型的第m个电感和第n个电容，其中m＝1，2，
……
，M。n＝1，2，
……
，N。M和N分别为低通滤波器电感元件和电容元件的总数，巴特沃斯无源低通滤波器阶数为M+N阶。
[0019]将所需模拟的输电线路等效电感值L
sum
和电容值C
sum
代入基准巴特沃斯无源低通滤波器模型中，得到满足所需模拟的输电线路的低通滤波器电感元件值L
w
(m)和电容元件值C
w
(n)，所得结果、代入基准巴特沃斯无源：
[0020][0021][0022]低通滤波器模型中，形成能够将工频分量传播达到所需电气距离的滤波器且波阻抗与输电线路一致。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1、在截止频率附近不会出现明显振荡；
[0025]2、该专利技术方法计算简单；
[0026]3、能够无损耗通过工频分量。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实例中500km输电线路首末两端工频50Hz电压比较示意图；
[0028]图2是本专利技术中巴特沃斯无源低通滤波器首末两端工频50Hz电压比较示意图；
[0029]图3是本专利技术中巴特沃斯无源低通滤波器频谱示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。
[0031]一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，采用一种具有通工频状态量阻高频状态量，且相位特性良好的无源低通滤波器，来模拟工频传输状态输电线路，通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要模拟的输电线路物理长度，计算得到所需模拟工频传输状态输电线路的等效电感值、等效电容值。根据基准无源低通滤波器模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。
[0032]具体步骤为：
[0033]Step1：设输电线路在工频下的单位长度电感值为L，单位长度电容值为C，需要模拟的输电线路物理长度为K。
[0034]Step2：在设计无源低通滤波器时，考虑到不同阶数的基准无源低通滤波器模型对应的电感值为L0，电容值为C0，假定所需模拟的输电线路等效电感值为L
s
，电容值为C
s
，因此得到比值p：
[0035][0036]Step3：不同阶数对应的基准滤波器截止频率为f0，计算得到不同无源低通滤波器阶数对应的截止频率f
s
：
[0037]f
s
＝P
×
f0[0038]Step4：由此选取所需模拟输电线路长度所对应的最低阶数无源低通滤波器应满足：
[0039]f
s
＞50HZ
[0040]在该条件下，保证了无源低通滤波器模拟的输电线路工频部分位于低通滤波器通带内，使工频分量能够无损耗通过低通滤波器。
[0041]Step5：计算所需模拟的输电线路等效电感值L
sum
和电容值C
sum
：
[0042]L
sum
＝LK
[0043]C
sum
＝CK
[0044]Step6：设基准巴特沃斯无源低通滤波器模型中，L(m)和C(n)分别为基准滤波器模型的第m个电感和第n个电容，其中m＝1，2，
……
，M。n＝1，2，
……
，N。M和N分别为低通滤波器电感元件和电容元件的总数，巴特沃斯无源低通滤波器阶数为M+N阶。
[0045]将所需模拟的输电线路等效电感值L
sum
和电容值C
sum...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，其特征在于：采用无源低通滤波器，模拟工频传输状态输电线路，通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要模拟的输电线路物理长度，计算得到所需模拟工频传输状态输电线路的等效电感值、等效电容值；根据基准无源低通滤波器模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离传输线进行模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。2.根据权利要求1所述的利用无源低通滤波器模拟工频传输状态输电线路的方法，其特征在于，具体步骤为：Step1：设输电线路在工频下的单位长度电感值为L，单位长度电容值为C，需要模拟的输电线路物理长度为K；Step2：不同阶数的基准无源低通滤波器模型对应的电感值为L0，电容值为C0，假定所需模拟的输电线路等效电感值为L
s
，电容值为C
s
，因此得到比值p：Step3：不同阶数对应的基准滤波器截止频率为f0，计算得到不同无源低通滤波器阶数对应的截止频率f
s
：f
s
＝P
×
f0Step4：由此选取所需模拟输电线路长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹璞璘，王登，范浩然，束洪春，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：