直流输电系统直流侧的有源滤波技术.pdfVIP

第 25卷第 4期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 2004年l2月 JournalofNorthChinaInstituteofWaIe! z ! ! 里竺 文章编号 ：1002—5634(2004)04—0031一o4 直流输 电系统直流侧 的有源滤波技术 赵 国生 (郑州大学 电气工程学院，河南 郑州 450052) 摘 要 ：对高压直流输 电系统产生的谐波进行 了分析 ，并针对谐波的特点提出了一种串联混合型有源滤波方 法 。介绍了该有源滤波方法的原理及其控制技术 ，并进行了实验测试 ．测试结果表明，该串联混合型有源滤波 技术对高压直流输 电系统直流侧产生的谐波 的滤除是非常有效的 ，能够得到理想的结果． 关 键 词 ：高压直流输 电；混合型串联有源滤波器 ；谐波 中图分类号：TM723 文献标识码 ：A 在高压直流输 电系统 中，换流器在直流侧与交 电流或 电压在各个时刻大小相等，方 向相反…．由于 流侧都会产生大量的谐波 ，交流侧的谐波主要表现 直流输 电系统直流侧产生的谐波主要为谐波 电压， 为谐波 电流 ，而直流侧的谐波主要表现为谐波 电压 ． 可看作一个 电压源 ，所 以可 以采用串联混合型有源 这些谐波电压与谐波 电流 ，不仅影响着 电能的质量 ， 滤波器来滤除直流侧 的谐波 ． 而且对 电网本身、电网中的电力设备、计量装置 、保 1 换流站直流侧的特征谐波 护装置、附近的通信系统都会产生严重的干扰 ；因 此，对直流输 电系统产生的谐波进行分析并研究谐 为 了对换流站直流侧的特征谐波进行分析 ，需 波滤除的方法是直流输 电系统的一个重要课题 ． 作 以下假定 ：①交流电压是三相对称 、平衡 的正弦电 通过增加换流装置的脉波数可 以减少特征谐波 压 ，除了基波 以外 ，没有任何谐波分量 ；②换流器 的 的组成成分并提高最低次特征谐波的次数，从而使 直流侧接无限大 电感 的平波 电抗器，直流 电流无谐 特征谐波含量减小 ；但这将使变压器的接线很复杂 ， 波分量；③ 阀的触发角 a恒定 ，并 以等时间间隔周 而且不经济．传统的抑制直流输 电系统谐波的方法 期触发 ；④三相 中的换相电感相等 ，每一次换相的时 是在换流站的直流侧与交流侧都并联无源滤波器 ， 间相等． 这些无源滤波器采用 电阻、电感与电容元件，它具有 由于十二脉波换流器是 由2个六脉波换流器组 体积大、滤波特性受系统参数影响较大、补偿性能 成 ，对于六脉波换流器的特征谐波进行分析具有代 差、且仅能抑制固定的几次谐波等缺点 ． 表意义，对于三相六脉波换流器，当考虑换相过程影 抑制直流输 电系统交、直流侧谐波 的最有效的 响时，其各次谐波电压的有效值和初相位可用下式 方法是采用有源滤波器 ．它与无源滤波器相 比，具有 表示 [2，3] 高度可控制和快速响应 ，跟踪补偿各次谐波、自动产 ： 一 生所需变化的无功功率 ，其特性不受系统参数影响 等特点 ．有源滤波器 目前有 3种类型：串联型有源滤 牛 + 波器 、并联型有源滤波器 、混合型有源滤波器 ．有源 滤波器的工作原理就是 向电网注入谐波 电流或 电 ．『 牢 一 压 ．该 电流或 电压与未加滤波器时 电网产生 的谐波 收稿 日期 ：2004—06—30；修订 日期 ：2004—08—13 基金项 目：郑州大学青年骨干教师资助项 目． 作者简