交流滤波器 (LCC-HVDC 交流滤波器选择策略)

目录

一、交流侧谐波分析:

1)特征谐波:

 2)非特征谐波:

二、交流滤波器类型:

1)调谐滤波器 (Tuned filter)

单调谐滤波器(Single-tuned filter):

双调谐滤波器(Double-tuned filter):

 三调谐滤波器(Triple-tuned filter):

 2)阻尼滤波器(Damped filter)

二阶高通滤波器(Second-order high-pass filter)--- 单调谐滤波升级版:

C形阻尼滤波器(Type-C damped filter):

双调谐阻尼滤波器(Double-tuned damped filter)--- 双调谐滤波升级版:

三、实际工程交流滤波器选择



交流滤波器

一、交流侧谐波分析:

1)特征谐波:

对于 6 脉动换流器,网侧的线电流(换流变压器 Yy 接线)傅里叶展开为:

 因此,Yy换流器的网侧线电流除基波外只有(6k \pm 1) 次谐波

对于 12 脉动换流器,网侧的线电流(两组换流变压器 Yy Yd 并联接线)傅里叶展开为:

 因此,通过交流换流器注入到系统的交流网侧线电流表达式为:

 因此,12脉动 LCC-HVDC 通过换流器注入到交流侧的电流中只含有(12k \pm 1)次谐波,其中(12k - 6 \pm 1) 次谐波在换流变压器的网侧绕组形成环流,不流入交流电网。

 然而,实际工程需要考虑换相角 

### LCC-HVDC 滤波器设计与实现 #### 设计背景 LCC-HVDC(Line Commutated Converter High Voltage Direct Current)系统中的滤波器主要用于抑制由换流器产生的波,从而提高系统的稳定性和效率。在实际应用中,该类系统通常采用无源滤波器来处理特定频率下的波问题。 #### 滤波器分类 交流无源滤波器可以分为两类主要形式:调滤波器和阻尼滤波器[^3]。其中: - **单调滤波器** 是一种典型的调滤波器,专门用于消除某一特定频率的波成分。其设计原理是通过调整电路参数使滤波器在目标振频率下表现出低阻抗特性,从而使对应频率的波电流被分流到滤波器中而不进入电网。 - **阻尼滤波器** 则是在传统调滤波器的基础上增加电阻元件以提供额外的阻尼效果,防止因过高的品质因子而导致系统不稳定或共振现象的发生。 #### 参数配置实例 对于基于 MATLAB 的 500kV LCC-HVDC 输电仿真模型而言,其具体参数设置如下: - 双端交流母线电压均为 345 kV; - 直流线路额定电压设定为 ±500 kV; - 额定直流电流设为 2 kA; - 总传输容量达到 1 GW (即 1000 MVA)[^1][^2]。 为了满足上述条件下正常工作的要求,在每侧都需配备适当类型的 AC/DC 转换装置以及配套使用的高低压侧滤波单元。 #### 实现方法概述 以下是关于如何构建并验证这些组件功能的一些指导原则: 1. 使用电力电子工具箱(Power Electronics Toolbox),可以在 Simulink 中创建完整的 HVDC 架构图,并加入必要的控制逻辑框图部分; 2. 对于所选型号的具体数值计算过程,则可借助 Symbolic Math 工具完成解析表达式的推导; 3. 当涉及到复杂场景分析时(比如短路测试或者负载突变响应评估),还可以引入 Stateflow 来定义状态转移规则以便更直观地展示整个流程变化趋势. 下面给出了一段简单的 Python 函数用来演示基本概念: ```python def calculate_filter_parameters(frequency, capacitance): """ 计算简单LC串联振回路的相关量 Args: frequency(float): 所期望得到的振频率(Hz) capacitance(float): 给定的固定电容值(Farads) Returns: float: 返回对应的必要电感量(Henries) """ import math return 1 / ((frequency * 2 * math.pi)**2 * capacitance) ``` 此函数可以根据指定的工作频带中心点位置快速估算出所需匹配的最佳电感能力大小范围作为初步参考依据之一。 ---
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