一種針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置的製作方法

2024-02-04 19:20:15

本實用新型的實施例涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置。

背景技術：

在基於電網換相換流器的直流輸電系統中，直流系統兩側(整流側和逆變側)分別連接有交流系統，由於直流系統和交流系統存在諧波傳遞現象，典型的交流系統的工頻負序諧波電壓會在直流側產生2次諧波電壓，直流側由2次諧波電壓引起的諧波電流將在交流系統中產生3次正序諧波電流和工頻負序諧波電流，這將進一步產生諧波電流。

高壓直流控制系統通常整流側是定電流控制，此種控制是將電流指令信號指令與實測電流信號作差後，接到觸發角控制模塊中，最終形成換流閥的觸發角指令，從而控制換流閥導通，如需抑制直流線路上的二次諧波電流，可在整流側定電流控制生成的電流指令信號中附加一個二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發角，從而改變直流控制系統的輸入輸出特性，達到增大直流系統二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

然而，由於測量裝置存在一定的延時濾波作用，可能削弱系統對於二次諧波的阻尼，即削弱了對二次諧波電流的抑制效果。

技術實現要素：

本實用新型的實施例提供一種針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置，能夠減小二次諧波電流，即提高對二次諧波電流的抑制效果。

為了達成上述目的，本申請的實施例提供一種針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置，包括：

帶通濾波模塊，用於接收直流測量裝置實時測量所得的直流電流信號，對所述直流電流信號進行帶通濾波，得到所述直流電流信號中的二次諧波信號；

超前滯後補償模塊，與所述帶通濾波模塊連接，用於按照預設的補償量對所述二次諧波信號進行相位補償；其中，所述補償量用於補償所述直流測量裝置的延時作用所引入的相位變化；

信號疊加模塊，與所述超前滯後補償模塊連接，用於將經過相位補償的所述二次諧波信號與直流控制系統中經過低壓限流環節形成的原始電流指令相加，得到經過補償的電流指令；

觸發角控制模塊，與所述信號疊加模塊連接，用於根據經過補償的電流指令生成換流閥的觸發角指令；所述觸發角指令用於控制換流閥導通的觸發角。

本實用新型的實施例所提供的針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置，針對直流測量裝置可能帶來的直流輸電系統二次諧波阻尼減弱的情況，在直流輸電系統整流側定電流控制生成的電流指令信號中附加一個二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發角，從而改變直流控制系統的輸入輸出特性，達到增大直流系統二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的直流控制系統整流側定電流控制器結構示意圖；

圖2為本實用新型的實施例中對附加二次諧波電流抑制環節的說明示意圖；

圖3為本實用新型的實施例所提供的針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

圖1為現有技術中的直流控制系統整流側定電流控制器結構示意圖， Ud為實測直流電壓，Ido是調度人員給定的電流指令，低壓限流環節根據實測的直流電壓，判斷是否維持當前電流指令，如出現交流系統電壓下降等情況導致直流電壓下降，那麼低壓限流環節將降低直流電流指令，生成新的電流指令信號Iord。Id為實測的直流電流值，將Iord和Id作差後，將差值輸入觸發角控制模塊，觸發角控制模塊將該差值信號轉換成換流閥對應的觸發角指令，從而達到控制直流電流的目的。

然而由於測量裝置存在一定的延時濾波作用，現有技術的方案可能削弱系統對於二次諧波的阻尼。以下結合具體實施例對本申請解決該問題的技術方案作具體說明。

實施例

本實用新型的目的是針對直流測量裝置可能帶來的直流輸電系統二次諧波阻尼減弱的情況，從直流控制角度提供一種二次諧波電流抑制裝置，該裝置在直流輸電系統整流側定電流控制生成的電流指令信號中附加一個二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發角，從而改變直流控制系統的輸入輸出特性，達到增大直流系統二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

將在直流輸電系統整流側定電流控制生成的電流指令信號中附加二次諧波電流抑制信號的過程，簡稱為附加二次諧波電流抑制環節。本實用新型的實施例在現有技術的基礎上增加了附加二次諧波電流抑制環節。

結合圖2所示，將直流控制系統中經過低壓限流環節形成的原始電流指令，記作Iord。以Idf表示通過直流測量裝置測量獲得的直流電流信號，Idf為附加二次諧波電流抑制環節的輸入信號。將附加二次諧波電流抑制環節的輸出信號，記作Iord1。在一種具體的實施方式中，附加二次諧波電流抑制環節包括帶通濾波201、超前滯後補償202、增益環節203以及限幅環節204。對Idf經過濾波、相位補償、信號增益以及信號限幅之後，輸出Iord1。

結合圖3所示，本實用新型的實施例所提供的針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置，包括：

帶通濾波模塊301，用於接收直流測量裝置實時測量所得的直流電流信號Idf，對直流電流信號進行帶通濾波，得到直流電流信號中的二次諧波信號。

超前滯後補償模塊302，與帶通濾波模塊301連接，用於按照預設的補償量對二次諧波信號進行相位補償。其中，補償量用於補償直流測量裝置的延時作用所引入的相位變化。

信號疊加模塊303，與超前滯後補償模塊302連接，用於將經過相位補償的二次諧波信號與直流控制系統中經過低壓限流環節304形成的原始電流指令Iord相加，得到經過補償的電流指令(Iord+Iord1)。

觸發角控制模塊305，與信號疊加模塊303連接，用於根據經過補償的電流指令生成換流閥的觸發角指令。觸發角指令用於控制換流閥導通的觸發角。

可選的，二次諧波電流抑制裝置還包括信號增益模塊306，連接在超前滯後補償模塊302和信號疊加模塊303之間，用於對經過相位補償後的二次諧波信號，通過信號增益調節信號強度。

可選的，二次諧波電流抑制裝置還包括信號限幅模塊307，連接在信號增益模塊306和信號疊加模塊303之間，用於對經過增益調節後的二次諧波信號，通過信號限幅消除信號突變。

以下結合圖3對二次諧波電流抑制裝置的功能做進一步說明。

將Idf信號接入帶通濾波模塊301，帶通濾波模塊301包括帶通濾波器，帶通濾波器範圍的設定主要考慮一定的誤差範圍，保證二次諧波產生時能夠濾出直流電流信號中的二次諧波信號。

經過通濾波模塊301濾波輸出的二次諧波信號，接入超前滯後補償模塊302，用以補償因直流測量裝置的延時作用帶來的相位變化。超前滯後補償模塊302的相位補償量可根據直流測量裝置的延時作用所帶來的相位變化具體設定。

可選的，經過增益環節後，可以通過信號增益模塊306適當調節信號強弱，控制補償效果。進一步可選的，為了防止信號測量誤差導致的信號突變，可通過信號限幅模塊307消除信號突變。

在得到Iord1信號之後，將Iord1和Iord相加，輸出的經過補償的電流指令，記作(Iord+Iord1)。補償量Iord1，補償了因直流測量裝置的延時作用帶來的相位變化。

進一步地，將(Iord+Iord1)與Id作差，將差值輸入電流控制放大器，電流控制放大器將該差值信號轉換成換流閥對應的觸發角指令，從而達到控制直流電流的目的。

本實用新型的實施例所提供的針對直流輸電系統的二次諧波電流抑制裝置，針對直流測量裝置可能帶來的直流輸電系統二次諧波阻尼減弱的情況，在直流輸電系統整流側定電流控制生成的電流指令信號中附加一個二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發角，從而改變直流控制系統的輸入輸出特性，達到增大直流系統二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

以上，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。