[发明专利]应用于光伏电站的分散与集中相协调两级滤波实现方法

说明书

本发明公开了一种应用于光伏电站的分散与集中相协调两级滤波实现方法，在所述光伏电站设置了由集成滤波箱式变压器和感应滤波并网变压器构成的一、二级滤波站；一级电站设置于发电区域内部的每个箱式分裂变压器中，滤波电抗器集成于变压器内部以缩小安装空间；二级滤波站设置于并网升压站内，并网变压器采用感应滤波技术以阻尼谐波谐振现象；两级滤波站相互协调抑制特征次谐波，具有分散式滤除谐波、集中式提升电能质量的特点。该光伏电站结构简单且便于集成化设计，根据实际需求调整装置参数，可应用于不同规模的光伏电站中。

技术领域

本发明涉及光伏电站电能质量治理技术领域，具体涉及一种应用于光伏电站的分散与集中相协调两级滤波实现方法。

背景技术

随着新能源发电技术的日趋成熟，光伏发电系统输出电能在电力系统中的渗透率不断提高。大型光伏电站采用逆变器作为光伏阵列与电网之间进行交直流电能变换的接口，而逆变装置因其固有的非线性特性向电网排放大量谐波与无功电流，严重影响并网点电能质量。

为满足光伏电站并网的电能质量要求，目前的惯用做法是在110kV升压站的低压母线串联无源滤波装置。但是，由于光伏发电存在的随机性和波动形，使得无源滤波器易于与电网阻抗相匹配从而引发谐振现象，甚至导致谐波放大。此外，光伏电站一天内出力并不均衡，导致滤波器的无功补偿设计容量需要较大裕度。目前，在光伏电站的电能质量治理领域尚未有一个性价比较高的解决方案。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种应用于光伏电站的分散与集中相协调两级滤波实现方法，实现在发电侧分散式滤除输出谐波、并网点集中式提升电能质量。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种应用于光伏电站的分散与集中相协调两级滤波实现方法，在所述光伏电站布置有两级相协调的滤波站，分别为一级滤波站和二级滤波站，作用在于协调运行实现分散式滤除谐波，集中式提升电能质量；

所述一级滤波站设置于光伏发电区域的每个集成滤波箱式变压器内部，一级滤波站包括一组三相调谐滤波器和与之匹配的滤波电容器，调谐滤波器的滤波电抗器作为变压器绕组解耦集成于集成滤波箱式变压器内部，与之匹配的滤波电容器也一同置于集成滤波箱式变压器中；

所述二级滤波站设置于并网升压站内，并网升压站的感应滤波并网变压器采用三绕组式结构，含高、中、低压三个绕组，其中高压绕组和中压绕组连接发电区域与电网作并网升压用，低压绕组为等值电抗为零的滤波绕组，二级滤波站所需的滤波装置通过滤波绕组与并网变压器相连接。

进一步地，所述二级滤波站包括一组调谐滤波器和与之串联的SVG设备。

进一步地，对于该感应滤波并网变压器低压绕组的等效阻抗通过下式求得：

式中，Z'_h12、Z_h31、Z_h32分别是高压绕组与中压绕组、高压绕组与低压绕组、中压绕组与低压绕组相互之间的短路阻抗；Z_3h是低压绕组的等效阻抗，将低压绕组布置于高压与低压绕组之间，通过调节各绕组的结构尺寸，可使得低压绕组的等效阻抗为零。

进一步地，一级滤波站和二级滤波站的滤波器参数根据实际情况协调设计以滤除3、5、7主要次数谐波。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：