[发明专利]一种高压直流输电系统直流侧谐波电压测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电系统直流侧谐波电压测量方法。

技术背景

直流输电系统具有线路造价低、适合远距离输电、没有系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点，越来越多地被应用于远距离输电和交流系统互联的场合。但由于直流输电系统中使用的由电力电子器件构成的换流站会产生大量的谐波，对整个直流输电系统产生谐波危害。供电部门和科研机构迫切需要对高压直流输电系统直流侧的电压谐波进行测量，以了解高压输电系统直流侧的电压谐波状况，制定出针对性的谐波治理措施，验证直流侧滤波器设计的正确性和有效性。

但目前所采用的高压谐波电压的测量方法和设备中，采用电阻器分压和电容器分压的方案需要采用专门的设备，且这些设备体积大，价格昂贵。采用电容式电压互感器来进行高压谐波电压测量是最方便经济的方法，但由于电容式电压互感器在谐波条件下的内部谐振条件将被破坏，测量谐波将出现较大的误差，无法直接应用电容式电压互感器进行高压谐波测量。

目前所采用的所有直流侧滤波器均可分为两个部分，即上半支路（基波阻抗为Z_H(1)，我国基波频率为50Hz）和下半支路。其中下半支路又由多个支路并联构成（基波阻抗分别为Z_L1(1),Z_L2(1),…,Z_Ln(1)）。因此，如果能对目前高压直流输电系统中广泛使用的直流侧滤波器进行简单改造，设计出同时兼顾常规直流侧谐波滤波和直流侧谐波测量功能的滤波器，能够在进行谐波滤除的同时提供高精度的高压直流谐波电压测量。从而为实现高压直流输电系统直流侧谐波电压测量提供一种性价比很高的方案，具有很大的实用价值和市场推广前景。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种高压直流输电系统直流侧的谐波电压测量方法。

目前所采用的所有直流侧滤波器均可分为两个部分，即上半支路（基波阻抗为Z_H(1)，我国基波频率为50Hz）和下半支路。其中下半支路又由多个支路并联构成（基波阻抗分别为Z_L1(1),Z_L2(1),…,Z_Ln(1)）。本发明在传统直流侧滤波器的下半支路中各并联支路中串入电流互感器，对测量得到的电流进行傅里叶分解，得到各次谐波电流，根据直流侧滤波器的组成和元件参数，计算出高压直流输电系统直流侧的各次谐波电压。也可利用测量得到的电流和已知的直流侧滤波器的阻抗-频率特性，计算出高压直流输电系统直流侧的各次谐波电压。本发明提供一种性价比较高的高压直流谐波电压测量手段，为分析高压直流输电系统直流侧谐波状况提供必要的技术手段。

本发明的技术方案如下：

一种高压直流输电系统直流侧谐波电压测量方法，在直流侧滤波器的下半支路中的各并联支路中分别串入电流互感器S₁,S₂,…,S_n，且各电流互感器串入各并联支路的接地端；测量流经电流互感器的电流，并利用测得的电流计算高压直流输电系统直流侧的各次谐波电压。

所述的利用测得的电流计算高压直流输电系统直流侧的各次谐波电压的过程为：对测量得到的电流进行傅里叶分解，得到各次谐波电流，根据直流侧滤波器的组成和元件参数，计算出高压直流输电系统直流侧的各次谐波电压，具体包括以下步骤：

步骤1、求解得到直流侧滤波器的上半支路流过的电流i_ZH；

步骤2、选择下半支路中的一个并联支路k，利用傅里叶变换方法对该并联支路的电流i_ZLk进行谐波分解，并将电流i_ZLk中的第h次谐波写为相量形式；

步骤3、求解得到下半支路电压u_ZL中的第h次谐波；

步骤4、利用傅里叶变换方法，对电流i_ZH进行谐波分解，并将电流i_ZH中的第h次谐波写为相量形式；

步骤5、求解得到上半支路电压u_ZH中的第h次谐波；

步骤6、将步骤3与步骤5中的结果相加，求得高压直流输电系统直流侧电压u_S的第h次谐波电压；

步骤7、重复步骤1—6，求得高压直流输电系统直流侧电压u_S的各次谐波电压。