无源滤波器的定值确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无源滤波器的定值确定方法及装置。其中，该方法包括：在接收到无源滤波器的谐波阻抗获取指令时，触发阻抗扫描工具从电力系统的谐波源处进行谐波阻抗扫描，得到电力系统中交流系统的谐波阻抗，其中，阻抗扫描工具用于对谐波源进行扫描得到谐波阻抗；确定谐波源各次谐波的幅值；根据交流系统中谐波源所在位置接入的电源或负荷的特征信息，确定谐波源生成的谐波电流频谱；根据交流系统的谐波阻抗、无源滤波器的阻抗以及各次谐波的幅值确定无源滤波器的定值，其中，定值包括：无源滤波器的谐波电流，无源滤波器的谐波电压。本发明专利技术解决了相关技术中在交直流大电网中，交流滤波器没有明确的谐波源，无法确定其定值的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
无源滤波器的定值确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及滤波器定值处理
，具体而言，涉及一种无源滤波器的定值确定方法及装置。

技术介绍

[0002]在交流滤波器性能计算和稳态额定值计算中，都要考虑交流滤波器与系统谐波阻抗的谐振。交流滤波器性能计算的等效电路如下图1所示(图1是根据本专利技术实施例的交流滤波器性能计算的等效电路图)，Ub为背景谐波。稳态计算相当于两个状态回路的叠加。当考虑背景谐波时，SW1和SW3闭合，此时滤波器阻抗与系统谐波阻抗形成串联关系。当考虑谐波电流时，SW2和SW3闭合，滤波器阻抗与系统阻抗形成并联关系。
[0003]计算过程中需考虑交流系统谐波阻抗与交流滤波器阻抗之间的谐振关系。而电力系统谐波阻抗通常采用理论计算的方法进行确定。目前，在交流系统谐波阻抗的计算方面常用的方法是将一个复杂系统粗略地简化成一个简单系统考虑系统参数和系统负荷的变化，用阻抗平面描述系统的谐波阻抗，工程应用时常采用简化计算得到的谐波阻抗包络线圆图或扇形图作为滤波器设计的依据，或用近似的方法得到直流系统与交流系统相连的线路及其末端负荷最大阻抗模值及其相位变化角，给出最大范围变化的交流系统谐波阻抗模值圆形图和相位变化扇形图，这是一种偏保守的估计，由此计算得到的滤波器定值往往较大，给滤波器的设计带来一定的困难，增加不必要的投资。，图2是现有技术中交流系统中低次谐波阻抗的示意图，如图2所示，在上述这种方式中，低次谐波阻抗一般采用扇形图表述，主要参数有：最大阻抗幅值Z
max
、最小阻抗幅值Z/>min
、最大阻抗角θ
max
、最小阻抗角θ
min
。图3是现有技术中交流系统中高次谐波阻抗的示意图，如图3所示，高次谐波阻抗一般采用阻抗圆表述，主要参数有：最小电阻Rmin和最大电阻R
max
、最小阻抗Z
min
和最大阻抗Z
max
、最大阻抗角θ
max
和最小阻抗角θ
min
、以及阻抗圆半径R等。交流滤波器的定值要求计算多次谐波，通常要求计算的谐波范围为2
‑
50次谐波。即针对不同的谐波次数，均存在一个对应的交流系统谐波阻抗边界(14次及以上通常用一个边界表示)，且各个边界的特性均不相同，需要分别计算各次谐波。
[0004]根据现有的交流滤波器设计方法：n次谐波电压畸变：
[0005]其中，Z
f
为滤波器阻抗，Z
s
为系统谐波阻抗，I
n
为谐波电流源。谐振一般发生在低次谐波。这是因为交流滤波器在低次谐波表现为近似纯电容性，随着谐波次数增加，交流滤波器电阻增大，容抗减少，交流滤波器阻抗角度也偏离
‑
90度。根据交流滤波器的这种阻抗特性，在分析低次谐波阻抗谐振的时候，可以将交流滤波器等效为电容C，即令系统谐波阻抗为
[0006]n次的电压畸变为：
[0007]当时，将R＝Z
s
cosθ代入得：
[0008]如果交流系统阻抗的相角很大(某些工况可以达到88
‑
89度)，cosθ很小，分母就接近于0，发生的谐振就会更加严重。系统阻抗圆角度越大，交流滤波器谐振时电压畸变越大，滤波器性能越难满足规程要求。
[0009]通过上述分析，谐波阻抗圆的范围越大(阻抗大小以及角度大小)，则交流滤波器与交流系统谐振的越厉害。交流滤波器的设计通常是在阻抗范围的边界上寻找能够引起谐振的最大点。
[0010]上述的交流滤波器定值计算中是针对直流输电系统的滤波器定值计算，其特点是具有明确的谐波源，即直流输电系统。配置在设备端口的交流滤波器往往都有明确对应的谐波源，而交直流大电网中配置的交流滤波器并没有明确的谐波源，是对近区可能出现的谐波进行综合治理的设备，因此其定值的计算不能采用传统交流滤波器的定值计算方法。
[0011]针对上述相关技术中在交直流大电网中，交流滤波器没有明确的谐波源，无法确定其定值的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0012]本专利技术实施例提供了一种无源滤波器的定值确定方法及装置，以至少解决相关技术中在交直流大电网中，交流滤波器没有明确的谐波源，无法确定其定值的技术问题。
[0013]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种无源滤波器的定值确定方法，包括：在接收到无源滤波器的谐波阻抗获取指令时，触发阻抗扫描工具从电力系统的谐波源处进行谐波阻抗扫描，得到所述电力系统中交流系统的谐波阻抗，其中，所述阻抗扫描工具用于对谐波源进行扫描得到谐波阻抗；确定所述谐波源各次谐波的幅值；根据所述交流系统中所述谐波源所在位置接入的电源或负荷的特征信息，确定所述谐波源生成的谐波电流频谱；根据所述交流系统的谐波阻抗、所述无源滤波器的阻抗以及所述各次谐波的幅值确定所述无源滤波器的定值，其中，所述定值包括：所述无源滤波器的谐波电流，所述无源滤波器的谐波电压。
[0014]可选地，在触发阻抗扫描工具从电力系统的谐波源处进行谐波阻抗扫描，得到所述电力系统中交流系统的谐波阻抗之前，该无源滤波器的定值确定方法还包括：根据所述电力系统的电网数据确定所述电力系统中各电源和各负荷；根据各所述电源和各所述负荷与预定范围内的非电力系统的位置关系，以及各所述电源之间以及各所述负荷之间的位置关系，确定各所述电源和各所述负荷中会产生谐波的目标电源和/或目标负荷；确定所述目标电源和/或所述目标负荷为所述电力系统中的所述谐波源。
[0015]可选地，所述电源至少包括：所述电力系统中的风电机组、所述电力系统中的光伏机组；所述负荷包括：所述电力系统中的牵引站、所述电力系统中的电解铝。
[0016]可选地，确定所述谐波源各次谐波的幅值，包括：将所述谐波源在所述电力系统中
的位置信息和所述电力系统的电网数据输入至电网谐波测试仪器，以利用所述电网谐波测试仪器确定所述谐波源的所述各次谐波的所述幅值。
[0017]可选地，确定所述谐波源各次谐波的幅值，包括：通过第一公式确定各所述谐波源在所述电力系统中的换流站的交流母线产生的各次谐波电压，其中，所述第一公式为：U
cnPn
表示Pn点谐波源在目标位置产生的谐波电压，Pn表示交流系统谐波源所在位置，U
S
表示所述谐波源，Z
S
表示所述电力系统所在交流系统的阻抗，Z
Filter
表示所述无源滤波器的阻抗；根据所述各次谐波电压确定所述谐波源的所述各次谐波的幅值。
[0018]可选地，根据所述交流系统的谐波阻抗、所述无源滤波器的阻抗以及所述各次谐波的幅值确定所述无源滤波器的定值，包括：通过第二公式以及所述交流系统的谐波阻抗、所述无源滤波器的阻抗以及所述各次谐波的幅值确定所述无源滤波器的所述谐波电压，其中，所述第二公式为：U
fn
＝U
cn98
+U
cnf
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，包括：在接收到无源滤波器的谐波阻抗获取指令时，触发阻抗扫描工具从电力系统的谐波源处进行谐波阻抗扫描，得到所述电力系统中交流系统的谐波阻抗，其中，所述阻抗扫描工具用于对谐波源进行扫描得到谐波阻抗；确定所述谐波源各次谐波的幅值；根据所述交流系统中所述谐波源所在位置接入的电源或负荷的特征信息，确定所述谐波源生成的谐波电流频谱；根据所述交流系统的谐波阻抗、所述无源滤波器的阻抗以及所述各次谐波的幅值确定所述无源滤波器的定值，其中，所述定值包括：所述无源滤波器的谐波电流，所述无源滤波器的谐波电压。2.根据权利要求1所述的无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，在触发阻抗扫描工具从电力系统的谐波源处进行谐波阻抗扫描，得到所述电力系统中交流系统的谐波阻抗之前，还包括：根据所述电力系统的电网数据确定所述电力系统中各电源和各负荷；根据各所述电源和各所述负荷与预定范围内的非电力系统的位置关系，以及各所述电源之间以及各所述负荷之间的位置关系，确定各所述电源和各所述负荷中会产生谐波的目标电源和/或目标负荷；确定所述目标电源和/或所述目标负荷为所述电力系统中的所述谐波源。3.根据权利要求2所述的无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，所述电源至少包括：所述电力系统中的风电机组、所述电力系统中的光伏机组；所述负荷包括：所述电力系统中的牵引站、所述电力系统中的电解铝。4.根据权利要求1所述的无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，确定所述谐波源各次谐波的幅值，包括：将所述谐波源在所述电力系统中的位置信息和所述电力系统的电网数据输入至电网谐波测试仪器，以利用所述电网谐波测试仪器确定所述谐波源的所述各次谐波的所述幅值。5.根据权利要求1所述的无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，确定所述谐波源各次谐波的幅值，包括：通过第一公式确定各所述谐波源在所述电力系统中的换流站的交流母线产生的各次谐波电压，其中，所述第一公式为：U
cnPn
表示Pn点谐波源在目标位置产生的谐波电压，Pn表示交流系统谐波源所在位置，U
S
表示所述谐波源，Z
S
表示所述电力系统所在交流系统的阻抗，Z
Filter
表示所述无源滤波器的阻抗；根据所述各次谐波电压确定所述谐波源的所述各次谐波的幅值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的无源滤波器的定值确定方法，其特征在于，根据所述交流系统的谐波阻抗、所述无源滤波器的阻抗以及所述各次谐波的幅值确定所述无源滤波器的定值，包括：通过第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清，邵震，王奇，陈潜，陈名，徐智华，丘子岳，武霁阳，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院，
类型：发明
国别省市：