[发明专利]一种具有无源滤波的柔性直流换流系统及参数设定方法

说明书

本发明属于柔性直流换流器技术领域，涉及一种具有无源滤波的柔性直流换流系统及参数设定方法，包括：变压器、无源滤波器和柔性直流换流器，柔性直流换流器包括交流端和直流端，交流端和直流端之间设有变压器，无源滤波器设置于变压器与直流端之间，并与柔性直流换流器并联，无源滤波器包括依次串联的电阻、电容、电感和两条支路，两条支路之间并联，一条支路用于进行电流检测，另一条支路用于安装避雷器，电阻、电容和电感用于调节柔直换流器高频阻抗特性。其解决了柔直换流器接入交流电网或大规模新能源场站产生的高频振荡问题。

技术领域

本发明涉及一种具有无源滤波的柔性直流换流系统及参数设定方法，属于直流换流器技术领域。

背景技术

柔性直流输电技术广泛应用于区域电网互联、接入弱交流系统或无源电网以及大规模新能源接入等场景，逐渐成为主要的直流输电方式之一。

在柔性直流输电系统接入交流电网或大规模新能源场站时，存在一定的宽频谐振风险。由于柔性直流换流器本身存在控制链路延时，导致其高频阻抗存在感性负阻尼特性，当对应交流电网或大规模新能源场站呈现容性弱阻尼特性时，柔性直换流器有可能发生高频振荡。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种具有无源滤波的柔性直流换流系统及参数设定方法，其解决了柔直换流器接入交流电网或大规模新能源场站产生的高频振荡问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种具有无源滤波的柔性直流换流系统，包括：变压器、无源滤波器和柔性直流换流器，柔性直流换流器包括交流端和直流端，交流端和直流端之间设有变压器，无源滤波器设置于变压器与直流端之间，并与柔性直流换流器并联，柔性直流换流系统的阻抗Z采用下式计算：

其中，R₁、L₁和C₁分别为无源滤波器的电阻值、电感值和电容值，j是复数的单位，ω是角频率，L_MMC为柔直换流器的阻抗的等效电感值，R_MMC为柔直换流器的阻抗的等效电阻值。

进一步，无源滤波器包括依次串联的电阻、电容、电感和两条支路，两条支路之间并联，一条支路用于进行电流检测，另一条支路用于安装避雷器，电阻、电容和电感用于调节柔直换流器高频阻抗特性。

进一步，无源滤波器的计算公式为：

其中，R₁、L₁和C₁分别为无源阻尼装置电阻值、电感值和电容值，j是复数的单位，ω是角频率。

进一步，柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组和三相下桥臂模组，三相上桥臂模组的正极直流端作为柔性直流输电换流器的第一直流端；三相上桥臂模组的三相交流线端一一对应地与三相下桥臂模组的交流线端连接，三相下桥臂模组的负极直流端作为柔性直流输电换流器的第二直流端。

进一步，三相上桥臂模组和三相下桥臂模组的每个桥臂上均设有一电感，电感和无源滤波器、变压器构成LCL滤波回路。

进一步，柔直换流器的阻抗特性计算公式为：

Z_MMC＝jωL_MMC+R_MMC

其中，L_MMC为柔直换流器阻抗的等效电感值，R_MMC为柔直换流器阻抗的等效电阻值，j是复数的单位，ω是角频率。

进一步，柔直换流系统包含两个谐振点，一个是变压器与无源滤波器的串联谐振点，另一个是无源滤波器与柔性直流换流器的并联谐振点，且两个谐振点之间的阻抗相频特性呈现容性负、弱阻尼状态。