一種三調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種三調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法，包括步驟1：采集并聯(lián)電路中每個(gè)支路的電流信號(hào)i；步驟2：獲取電流信號(hào)i的h次諧波電流的有效值I(h)；步驟3：計(jì)算并聯(lián)電路中兩個(gè)支路h次諧波電流比值的實(shí)際值Kr(h)；步驟4：比較所述實(shí)際值Kr(h)與諧波電流比值的設(shè)定值Ks(h)，從而確定濾波器中發(fā)生失諧的元件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種三調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法，通過并聯(lián)兩支路諧波電流的比值即可初步判斷出失諧元件的范圍，辨識(shí)精度高，大大減小了失諧濾波器的失諧元件辨識(shí)及修復(fù)時(shí)間。
【專利說明】
-種H調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種失諧元件辨識(shí)方法，具體設(shè)及一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件 辨識(shí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流輸電系統(tǒng)具有線路造價(jià)低、適合遠(yuǎn)距離輸電、無系統(tǒng)穩(wěn)定問題、調(diào)節(jié)快速、運(yùn) 行可靠等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被應(yīng)用于遠(yuǎn)距離輸電和交流系統(tǒng)互聯(lián)的場合。但由于直流輸電 系統(tǒng)中使用的由電力電子器件構(gòu)成的換流站會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，對(duì)整個(gè)直流輸電系統(tǒng)產(chǎn)生 諧波危害，故需在高壓直流側(cè)添加直流濾波器來進(jìn)行濾波。在高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由 于環(huán)境溫度的變化，自身的發(fā)熱和老化等原因，濾波器的電容和電感等元件的參數(shù)均會(huì)發(fā) 生微小的變化，使得直流濾波器的實(shí)際諧振頻率和諧波阻抗值偏離設(shè)定值，導(dǎo)致濾波器失 諧。濾波器失諧后，將影響了直流側(cè)的濾波器效果，附加在直流電壓上的諧波將會(huì)周邊通信 設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對(duì)換流器的控制穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
[0003] 目前，在電力系統(tǒng)中常用的濾波器是單調(diào)諧濾波器及雙調(diào)諧濾波器，立調(diào)諧直流 濾波器由于具有良好的濾波特性及經(jīng)濟(jì)性受到越來越多的關(guān)注，并已在高壓及特高壓直流 輸電工程中得到了實(shí)際的應(yīng)用。但=調(diào)諧濾波器由于元件較多，故增大了其參數(shù)失諧的可 能性，且在失諧之后對(duì)其參數(shù)辨識(shí)沒有有效的辨識(shí)方法，因此對(duì)=調(diào)諧濾波器的實(shí)際應(yīng)用 有所限制。有研究提出了一種基于粗糖集的=調(diào)諧直流濾波器失諧故障元件的檢測方法， 對(duì)=調(diào)諧濾波器的參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了研究，但該方法對(duì)不同的濾波器需設(shè)置不同的辨識(shí)規(guī) 貝1J，且辨識(shí)規(guī)則的設(shè)定繁瑣，普遍適用性較差。
[0004] 基于此，需要提出一種高壓直流輸電系統(tǒng)中=調(diào)諧濾波器參數(shù)失諧的初步辨識(shí)方 法對(duì)濾波器的參數(shù)失諧進(jìn)行初步辨識(shí)，從而降低故障元件的辨識(shí)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí) 方法，所述濾波器包括依次連接的串聯(lián)電路和并聯(lián)單元；所述串聯(lián)電路包括串聯(lián)的電感和 電容；所述并聯(lián)單元包括兩個(gè)串聯(lián)的并聯(lián)電路，每個(gè)并聯(lián)電路均由電感和電容并聯(lián)組成，所 述方法包括：
[0006] 步驟1 :采集所述并聯(lián)電路中每個(gè)支路的電流信號(hào)i ;
[0007] 步驟2 :獲取所述電流信號(hào)i的h次諧波電流的有效值I化）；
[000引步驟3 :計(jì)算所述并聯(lián)電路中兩個(gè)支路h次諧波電流比值的實(shí)際值Kf化）；
[0009] 步驟4 :比較所述實(shí)際值Kr化）與諧波電流比值的設(shè)定值氏化)，從而確定所述濾波 器中發(fā)生失諧的元件。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟1中在所述并聯(lián)電路的每個(gè)支路中均串入一個(gè)電流互感器，采 集所述電流信號(hào)i;
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟2中用快速傅里葉變換法分析所述電流信號(hào)i，得到所述h次諧 波電流的有效值Ih;
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟3中計(jì)算諧波電流比值的實(shí)際值Kr化）的計(jì)算公式為： 陽01引
（1)
[0014] 其中，所述^化）為并聯(lián)電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值；
[001引所述1?；椴⒙?lián)電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值；
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟4中所述濾波器的諧波電流比值的設(shè)定值氏化）的計(jì)算公式為：
[0017] Ks 化）=? 化)2lC (2)
[001引其中，所述CO化）為并聯(lián)電路中支路的h次諧波角頻率，CO化）=2 31 f Xh ;
[0019] 所述L為并聯(lián)電路中電感的電感值；所述C為并聯(lián)電路中電容的電容值；
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟4中確定所述濾波器中發(fā)生失諧的元件包括：
[OOW 若所述Kr化）聲L化），則所述并聯(lián)電路發(fā)生失諧；
[0022] 若所述Kr化）=氏化)，并聯(lián)單元未發(fā)生失諧，則所述串聯(lián)電路發(fā)生失諧。
[0023] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：
[0024] 1、本發(fā)明提供的一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法，只需在直流側(cè)=調(diào) 諧濾波器中串入電流互感器，利用測得的電流即可初步辨識(shí)出濾波器的失諧元件，結(jié)構(gòu)簡 單，實(shí)現(xiàn)方便，可大大節(jié)約=調(diào)諧濾波器失諧元件的辨識(shí)時(shí)間，在高壓直流輸電系統(tǒng)濾波器 的在線狀態(tài)估計(jì)和運(yùn)行維護(hù)等場合具有很高的應(yīng)用價(jià)值和市場推廣前景；
[00巧]2、本發(fā)明提供的一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法，對(duì)測量得到的電流 進(jìn)行傅里葉分解，得到各次諧波電流，通過并聯(lián)兩支路諧波電流的比值即可初步判斷出失 諧元件的范圍，該方法辨識(shí)精度高，且可用不同次諧波電流的比值互相佐證，可大大減小了 失諧濾波器的失諧元件辨識(shí)及修復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)監(jiān)測。
【附圖說明】
[00%] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0027] 圖1 :本發(fā)明實(shí)施例中一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法流程圖；
[00測圖2 :本發(fā)明實(shí)施例中立調(diào)諧直流濾波器結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030] =調(diào)諧濾波器的失諧故障多是由單個(gè)元件參數(shù)變化造成的，因此并沒有考慮多個(gè) 元件同時(shí)失諧的情況。本發(fā)明提供的失諧元件辨識(shí)方法在傳統(tǒng)直流側(cè)=調(diào)諧濾波器的各并 聯(lián)支路中串入電流互感器，對(duì)測量得到的電流進(jìn)行傅里葉分解，初步辨識(shí)出濾波器的失諧 元件。
[0031] 如圖2所示，=調(diào)諧直流濾波器包括依次連接的串聯(lián)電路和并聯(lián)單元。
[0032] 串聯(lián)電路包括串聯(lián)的電感Ll和電容C1。并聯(lián)單元包括兩個(gè)串聯(lián)的并聯(lián)電路，每個(gè) 并聯(lián)電路均由電感和電容并聯(lián)組成。如圖I所示，一個(gè)并聯(lián)電路包括電感L2和電容C2,另 一個(gè)并聯(lián)電路包括電感L3和電容C3。
[0033] 如圖1所示，本實(shí)施例中=調(diào)諧直流濾波器失諧元件辨識(shí)方法的具體步驟為：
[0034] 1、采集S調(diào)諧直流濾波器中并聯(lián)電路中每個(gè)支路的電流信號(hào)i。
[0035] 在并聯(lián)電路的每個(gè)支路中均串入一個(gè)電流互感器，采集電流信號(hào)i，如圖所示：
[0036] 電感L2與電流互感器S22串聯(lián)，電容C2與電流互感器S21串聯(lián)，電感L3與電流 互感器S32串聯(lián)，電容C3與電流互感器S31串聯(lián)。
[0037] 2、獲取電流信號(hào)i的h次諧波電流的有效值I化），h = 1，2, 3...。
[0038] 本實(shí)施例中用快速傅里葉變換法分析電流信號(hào)i，得到h次諧波電流的有效值 I化)，具體為：
[0039] 電感L2所在支路的電流i22的h次諧波電流的有效值I 22化）； W40] 電容C2所在支路的電流i2i的h次諧波電流的有效值I 21化）；
[0041] 電感L3所在支路的電流i32的h次諧波電流的有效值I 32化）； 陽0創(chuàng)電容C3所在支路的電流的h次諧波電流的有效值I 31化）。
[0043] 3、計(jì)算并聯(lián)電路中兩個(gè)支路h次諧波電流比值的實(shí)際值Kf化)， W44] (I)KrOO的計(jì)算公式為：
[004引
（T)
[0046] 其中，^化）為并聯(lián)電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值；1?；椴⒙?lián) 電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值。
[0047] 似如圖2所示，本實(shí)施例中將S調(diào)諧直流濾波器分為S段： W48] I段：串聯(lián)電路； W例 II段：電感L2和電容C2組成的并聯(lián)支路；
[0050] III段：電感L3和電容C3組成的并聯(lián)支路。
[0051] ①：11段中電感L2所在支路和電容C2所在支路的h次諧波電流比值的實(shí)際值 KriI化）計(jì)算公式為： W巧
（玄）
[0053] ②JII段中電感L3所在支路和電容C3所在支路h次諧波電流比值的實(shí)際值 KriII化）計(jì)算公式為：
[0054]
(3)
[005引 4、比較實(shí)際值Kf化）與諧波電流比值的設(shè)定值t化），判斷S調(diào)諧直流濾波器是否 發(fā)生失諧。
[0056] (1)若Kr化）聲Ks化），則并聯(lián)電路發(fā)生失諧；
[0057] 若Kr化）=Ks化)，并聯(lián)單元未發(fā)生失諧，則串聯(lián)電路發(fā)生失諧。
[005引 似諧波電流比值的設(shè)定值氏化）的計(jì)算公式為：
[0059] Ks 化）=? 化)2lC (4) W60] 其中，CO化）為并聯(lián)電路中支路的h次諧波角頻率，CO化）=2 f Xh ;L為并聯(lián)電 路中電感的電感值；C為并聯(lián)電路中電容的電容值。
[0061] (3)本實(shí)施例中II段中電感L2所在支路和電容C2所在支路的諧波電流比值的設(shè) 定值氏"化）的計(jì)算公式為：
[0062] KsII 化）=? 化)2L2C2 (5) 陽〇6引其中，Lz為電感L2的電感值，C 2為電容C2的電容值。 W64] III段中電感L3所在支路和電容C3所在支路的諧波電流比值的設(shè)定值KdII化）的 計(jì)算公式為： W65] KsIII 化）=? 化)2L3C3 (6)
[0066] 其中，L3為電感L2的電感值，C 3為電容C2的電容值。
[0067] 通過上述步驟，可W將=調(diào)諧濾波器的失諧元件由六個(gè)辨識(shí)到兩個(gè)，大大節(jié)約失 諧元件的辨識(shí)事件。
[0068] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得 的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種=調(diào)諧直流濾波器的失諧元件辨識(shí)方法，所述濾波器包括依次連接的串聯(lián)電路 和并聯(lián)單元；所述串聯(lián)電路包括串聯(lián)的電感和電容；所述并聯(lián)單元包括兩個(gè)串聯(lián)的并聯(lián)電 路，每個(gè)并聯(lián)電路均由電感和電容并聯(lián)組成，其特征在于，所述方法包括： 步驟1:采集所述并聯(lián)電路中每個(gè)支路的電流信號(hào)i; 步驟2 :獲取所述電流信號(hào)i的h次諧波電流的有效值I化）； 步驟3 :計(jì)算所述并聯(lián)電路中兩個(gè)支路h次諧波電流比值的實(shí)際值Kf化）； 步驟4 :比較所述實(shí)際值Kf化）與諧波電流比值的設(shè)定值氏化），從而確定所述濾波器中 發(fā)生失諧的元件。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中在所述并聯(lián)電路的每個(gè)支路中 均串入一個(gè)電流互感器，采集所述電流信號(hào)i。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中用快速傅里葉變換法分析所述 電流信號(hào)i，得到所述h次諧波電流的有效值Ih。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中計(jì)算諧波電流比值的實(shí)際值 Kr化）的計(jì)算公式為：(1) 其中，所述^化）為并聯(lián)電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值； 所述1?；椴⒙?lián)電路中電感所在支路的h次諧波電流的有效值。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中所述濾波器的諧波電流比值的 設(shè)定值氏化）的計(jì)算公式為： Ks 化）= ?〇i)2lC (2) 其中，所述《化）為并聯(lián)電路中支路的h次諧波角頻率，CO化）=2 f Xh ; 所述L為并聯(lián)電路中電感的電感值；所述C為并聯(lián)電路中電容的電容值。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中確定所述濾波器中發(fā)生失諧的 元件包括： 若所述Kr化）^氏化），則所述并聯(lián)電路發(fā)生失諧； 若所述Kr化）=Ks化)，并聯(lián)單元未發(fā)生失諧，則所述串聯(lián)電路發(fā)生失諧。
【文檔編號(hào)】G01R23/16GK105988060SQ201510041780
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日
【發(fā)明人】王同勛, 毛濤, 溫惠, 樂健, 劉開培
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院