[实用新型]用于补偿高压直流输电系统特征谐波的交流有源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种用于补偿高压直流输电系统特征谐波的交流有源滤波器，属于高压直流输电技术领域。

背景技术

我国能源资源和用能的分布格局，决定了“西电东送”的基本能源流向，随着负荷需求的增长，电网输电的压力越来越大，采用更高电压等级的直流输电方式可以实现长距离、大规模的西电东送。近年来特高压直流输电在全国范围内建设投运，实现了大规模跨区联网，获得包括错峰、调峰、水火互济、互为备用和减少弃水电量等巨大的联网效益，并同时降低了网损，对建设资源节约型和环境友好型电网、加快能源资源优化配置具有重要意义。

高压直流输电系统的核心器件是换流器，通过它实现从交流到直流的变换，换流器的工作原理是通过控制晶闸管在工频周期内固定的角度导通，从而将交流电转变为直流电，这个过程将会产生大量谐波注入电网，故常规高压直流工程都需要配置无源滤波器设备。目前国内众多的高压直流工程通常采用十二脉动换流器结构，相比六脉动结构能有效降低(6k±1)次数的直流特征谐波，但依然会产生比例较大的(12k±1)次数直流特征谐波。该系列次数的直流特征谐波占换流器产生总谐波含量的80％以上，故交流滤波器往往需要设置11、13、23、25、35以及37次数附近的调谐点。尽管无源滤波器具有结构简单、制造方便等优点，但其滤波性能单一，往往会因电网电压、频率的改变或自身电路元件的失谐，导致滤波效果大受影响；同时无源滤波器存在占地面积大、投切控制策略复杂等缺点，以及可能与交流系统在特定次数发生串联谐振的风险，威胁交流系统与直流工程的安全运行。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够有效滤除直流特征谐波且降低发生串联谐振风险的用于补偿高压直流输电系统特征谐波的交流有源滤波器。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：用于补偿高压直流输电系统特征谐波的交流有源滤波器，其特征在于，该交流有源滤波器包括有源滤波器和基波电容，所述有源滤波器的交流出线经所述基波电容连接所述高压直流输电系统的换流母线；所述有源滤波器的一次系统包括三相滤波支路，每相所述滤波支路均包括若干单相全桥换流单元，每相所述滤波支路的单相全桥换流单元依次串联连接构成单相全桥串联结构，每一所述单相全桥串联结构出口均连接一滤波电抗器，三相所述滤波支路通过△型连接方式进行连接。

优选地，每一所述单相全桥换流单元均包括两变流桥和一直流侧电容器，且每一所述变流桥均包括一上桥臂和一下桥臂，每一所述上桥臂正端均分别连接所述直流侧电容器正极，每一所述下桥臂负端均分别连接所述直流侧电容器负极，每一所述上桥臂负端并联连接相应所述下桥臂正端和交流侧出线，每相所述滤波支路的单相全桥换流单元交流侧出线依次串联连接。

优选地，所述基波电容的基波电流分量根据所承担所述高压直流输电系统中交流系统基波电压的90％～95％进行确定。

优选地，所述有源滤波器采用并联型有源滤波器。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的有源滤波器出口经基波电容连接现有高压直流输电系统，与常规采用特征谐波调谐的无源滤波器相比，能够使单相全桥换流单元的串联个数大幅减少，能够提高滤波性和灵活性，减小设备占地，降低设备制造难度，节省设备投资。2、本实用新型的有源滤波器采用三相△型连接方式，可以进一步减少每相滤波支路的单相全桥换流单元串联数目，实现对直流特征谐波的全补偿，降低发生串联谐振的风险，本实用新型可以广泛应用于高压直流输电技术领域中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中有源滤波器的一次系统结构示意图；

图3是本实用新型中单相全桥换流单元的结构示意图；

图4是本实用新型中有源滤波器的二次系统结构示意图；

图5是本实用新型中控制计算单元的内部原理图。

具体实施方式

以下结合附图来对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。