[发明专利]一种用于高压直流输电的直流有源滤波装置

说明书

技术领域

本发明属于高压直流输电技术领域，具体涉及一种用于高压直流输HVDC(high-voltage direct current)的直流有源滤波装置。

背景技术

近年来随着电力电子技术的发展和数字信号处理器性能的提高，有源滤波装置逐步应用于高压直流输电系统滤波。相比于传统的无源滤波器PF(Passive Filter)，有源电力滤波器APF(Active Power Filter)具有体积小、效率高、滤波频带宽、动态响应快和不存在失谐等特点，是一种比较实用的滤波装置。在国外，直流有源电力滤波器APF已经在瑞典--丹麦250kV，丹麦--挪威350kV和德国--瑞典450kV直流输电工程中工业运行，并取得了满意的结果，中国的天--广直流输电工程也首次采用了直流有源电力滤波器APF。由于高压直流输电系统会产生大量谐波，而大容量的有源电力滤波器APF不仅需要采用价格昂贵的电力电子元件，同时增加了电能损耗和散热装置负担，这将增加设备投资和运行维护成本。APF的主要有以下缺点：单位容量产生的电能损耗较大，设备投资和运行维护成本高、经济效益相对较低。

为了减小有源滤波器的容量，通常的办法是将有源滤波器与12/24次双调谐滤波器串联构成混合滤波装置，这样有源部分将不承受12次和24次谐波容量。但在实际运行中，低次非特征谐波也具有较大的容量，如6次谐波。此外3次谐波虽然不在滤除范围之内，不会增加有源滤波器容量，但它流经耦合变压器时会产生较大的损耗，并且设备投资和运行维护成本高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于高压直流输HVDC的直流有源滤波装置，有效降低其设备投资和运行维护成本，降低了单位容量产生的电能损耗，提高HVDC直流滤波装置的经济性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于高压直流输电的直流有源滤波装置，所述装置包括无源滤波器1、LC串联谐振电路2、有源电力滤波器3和耦合变压器4；所述有源电力滤波器3通过所述耦合变压器4与无源滤波器1串联，所述LC串联谐振电路2与耦合变压器4的一次侧并联。

所述无源滤波器1采用12/24次调谐滤波器；所述调谐滤波器为双调谐滤波器。

所述双调谐滤波器包括电容器C₁、C₂和电抗器L₁、L₂；所述电容器C₂与电抗器L₂并联后与电抗器L₁和电容器C₁依次串联。

所述LC串联谐振电路2包括谐波测量和控制保护单元、电力电容器C₃以及与其串联的电抗器L₃。

所述有源电力滤波器3为并联有源滤波器；所述有源电力滤波器3包括电流互感器、控制器、脉冲宽度调制器、单向AC/DC变换器和辅助电源。

所述耦合变压器4为单向变压器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：电路结构简单，易于维护；设备投资和成本较低；单位容量产生的电能损耗较低；实用性强，经济性和可靠性高。

附图说明

图1是本发明的直流有源滤波装置的原理图；

其中，1.无源滤波器，2.LC串联谐振电路，3.有源电力滤波器，4.耦合变压器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1，一种用于高压直流输电的直流有源滤波装置，所述装置包括无源滤波器1、LC串联谐振电路2、有源电力滤波器3和耦合变压器4；所述有源电力滤波器3通过所述耦合变压器4与无源滤波器1串联，所述LC串联谐振电路2与耦合变压器4的一次侧并联。

所述无源滤波器1采用12/24次调谐滤波器；所述调谐滤波器为双调谐滤波器。

所述双调谐滤波器包括电容器C₁、C₂和电抗器L₁、L₂；所述电容器C₂与电抗器L₂并联后与电抗器L₁和电容器C₁依次串联。

所述LC串联谐振电路2包括谐波测量和控制保护单元、电力电容器C₃以及与其串联的电抗器L₃。