摘要：多端直流输电系统是实现多个能源、负荷中心跨区域互联的有效技术,在技术性和经济性等方面都具备较强竞争力。笔者以我国企业承建、目前在建的某项海外多端直流输电工程为例,进行多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究。该工程中某换流站是弱交流系统,对电压稳定性要求较高,标称频率为60Hz,设计交流滤波器时采用依照北美惯例的性能指标—IT乘积。介绍了多端系统与双端系统差异,IT乘积的计算假设回路结构,在此基础上针对换流站弱交流系统设计出满足性能要求的交流滤波器,并进行无功补偿研究。研究结果对最终确定实际工程交流滤波器方案具有一定的参考作用。

摘要：交流滤波器回路是特高压换流变电站的重要设备回路,但其特殊的结构特征导致其在强震作用下易发生破坏。为研究交流滤波器回路的地震易损性,文中通过有限元数值仿真计算的方法,对某800 kV换流站交流滤波器回路进行了数值建模,基于数值模型进行了模态分析和地震响应时程计算,并进行了回路地震易损性分析。结果表明:交流滤波器回路中的高压电容器和电阻器支柱绝缘子根部应力水平较高,有破坏风险;软母线的轴拉力远低于其计算拉断力;考虑母线耦联作用后,高压电容器和电阻器等应力较高的设备地震响应有所降低;PGA高于0.4g时,交流滤波器回路失效概率达43.26%,有很大概率发生破坏。交流滤波器回路中存在设备耦联振动效应,并且整个回路在高烈度地震中具有很高的易损性,设计时应当采取措施降低地震响应。

摘要：高压直流输电(HVDC)系统中的换流器在运行中会生成大量谐波电流,为减小其对交流系统的不利影响以及保证直流输电线路电能的有效传输,必须在换流母线上装设交流滤波器。针对现有HVDC系统交流滤波器设计方法的局限,建立了以滤波器投资成本和交流母线电压总谐波畸变率为目标、以电话谐波波形系数为约束的交流滤波器优化数学模型,并提出改进多目标粒子群算法(MOPSO)实现交流滤波器多目标优化设计,该算法使用自适应网格的二级存储库,且添加了约束处理机制和一种特殊的变异算子来提高算法的搜索能力;采用模糊决策方法对多目标优化设计最优解进行选取。建立了±500 kV HVDC系统仿真模型,仿真表明,多目标优化设计的交流滤波器既可有效滤除换流器谐波,又可节约成本,达到了滤波性能与投资成本之间的最佳平衡。

摘要：高压直流输电的换流器向交流电网注入大量谐波,因此必须在换流站装设交流滤波器对这些谐波加以抑制,为此改进了交流滤波器的传统设计方法,提出了以寿命周期成本最小为目标,同时满足多项谐波限制标准等约束条件的交流滤波器参数优化设计方法。利用该优化设计方法,针对我国在建的±800kV向家坝—上海特高压直流试验示范工程,建立了由双调谐高通型滤波器、三调谐高通型滤波器以及并联电容器构成的交流滤波系统优化数学模型,并利用遗传算法分别计算产生了整流站和逆变站交流滤波器的5种优化方案。通过进一步优化对比,从中选出了交流滤波器的最优方案,给出了最优滤波器的参数计算结果。采用的优化设计方法为高压直流输电工程交流滤波器的设计提供了一种新的设计思路。

摘要：基于目前应用于直流输电系统的交流滤波器电容器不平衡保护原理,指出当前电容器不平衡保护原理中存在的缺陷,提出了以电容器不平衡电流与流过滤波器的穿越电流比值作为交流滤波器电容器不平衡保护判据的新方法,并推导了不平衡保护定值的计算公式。文中以高岭背靠背直流工程数据为基础,应用电磁暂态计算软件EMTDC/PSCAD进行仿真验证,证明了该方法的合理性及有效性,并在不平衡保护的实现和运行方面提出几点建议。该方法已成功应用于高岭背靠背直流工程,对直流输电系统规划设计及现场运行具有实际指导意义。

摘要：电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)换流站一般在换流变压器与换流电抗之间的交流母线安装高通滤波器以滤除VSC高频开关引起的电流谐波。系统阻抗、换流电抗以及滤波器参数的选择直接影响滤波器的性能,不合适的参数容易引起系统不稳定,甚至引起谐振从而放大输入电网的电流谐波。为此,针对该问题,推导了变流器输出电压谐波与调制比有关的数学解析式,分析了换流电抗选取方法并确定了调制比运行范围,建立了滤波器的频域模型。在此基础上,明确了系统阻抗、换流电抗以及滤波器各参数对滤波性能的影响。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMPDC建立了VSC-HVDC模型,同时搭建了按仿真模型等比例缩小的实验系统,仿真与实验的结果验证了该分析与设计方法的正确性。

摘要：交流滤波器是直流输电系统的重要设备。主要分析仿真模型对交流滤波器用避雷器电气特性(过电压、电流和吸收能量)的影响,基于PSCAD电磁仿真程序,开展滤波器投入和交流滤波器母线接地故障下的建模及仿真计算。仿真结果表明:在交流滤波器投入工况下,采用单个滤波器大组模型(模型1)进行仿真时,在运滤波器的避雷器不动作,与实际情况不符;在滤波器投入及滤波器母线接地故障下,完整参数模型(模型3)中各组滤波器用避雷器过电压比原系统模型(模型2)和模型1降低可达21%,电流降低可达53%,但吸收能量升高可达56%。因此,若在绝缘设计中不采用完整参数模型,避雷器电压电流设计值会偏大,能量设计值会偏小,同时会在滤波器投入工况下忽略同大组其他交流滤波器的避雷器动作情况。

摘要：为了提高特高压直流工程电气设备的试验测量精度,规范现场测量方法,结合向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程从特高压交流滤波器的设计原则、方法和性能要求入手进行研究;讨论了交流滤波器现场试验的原理和方法,通过不同接线方式条件下的滤波器现场试验结果的对比,分析了测量回路中产生的电感和杂散电容效应对测量结果的影响。试验表明,测量过程中的不规范接线会使测量结果产生很大偏差,提出了应将测量接线接于设备正下方以减小和抵消测量回路电感以及杂散电容的影响等合理化建议,该项工作为滤波器设备的设计、试验以及规范化提供了一定的技术支撑。

摘要：电容式电压互感器主要由分压电容器以及中间变压器电磁单元组成,具有体积小、成本低且抗绝缘强度大等特点。近年来不少直流换流站或变电站交流滤波器投入过程中,会在交流滤波器母线侧产生一次涌流冲击,对设备安全造成威胁,特别是母线电压互感器。通过从交流滤波器投入暂态过程、绝缘过电压保护设计、铁磁谐振、阻尼回路等角度分析原因,提出改进的方法。

摘要：由于经济技术的原因,无源滤波一直是消除直流系统换流站交流侧谐波的主要手段。交直流混合输电系统产生了多谐波通道,直流系统两端换流站交流侧的谐波也可以相互渗透,这会影响到已安装使用的无源滤波器的滤波性能。文中提出了在高压直流输电系统交流侧采用并联无源滤波器串联有源滤波器的混合滤波方案,建立了以初期投资最小为目标函数的数学模型,在此基础上采用遗传算法进行无源滤波器参数的优化设计。仿真结果表明,该滤波方式与无源滤波方式相比,能够更好地改善滤波器的性能,且所需的有源滤波器的额定容量比较小。