本发明涉及电力滤波技术领域,具体涉及双调谐无源滤波器的参数设计方法。
背景技术:
公共电网提供的理想电压应为单个固定频率和规定的电压振幅。高谐波电流和谐波电压的出现污染了公共电网,恶化了电气设备的环境,危害了周围的通信系统和与公共电网相连的设备。安装交流滤波装置是控制电网谐波污染的有效措施之一。现有的交流滤波装置主要包括无源滤波器、有源滤波器和混合滤波器。由于结构简单、投资少、运行可靠性高、运行成本低,传统的无源滤波器仍然是谐波抑制的主要手段。但由于无源滤波器每个支路过滤固定次数的谐波,滤波支路的设计与系统负荷和谐波大小密切相关,其滤波安全性和补偿效果会随负荷的变化而变化。
技术实现要素:
本发明的目的是提出双调谐无源滤波器的参数设计方法,以达到更合理的技术效果。
本发明通过以下技术方案实现:
双调谐无源滤波器的参数设计方法,
包括电容器在内的双调谐无源滤波器C1、电容C2、电感L1和电感L2,所述电感L2和电容C2串联形成的串联支路和电感L1.并联支路与电容器并联形成C1串联;
参数设计方法包括以下步骤:
双调谐滤波器电路并联谐振频率ωp赋值,使其满意:
ω1<ωp<ω2
电感元件通过以下关系计算L1和电容元件C谐振频率由1组成ωs,电感元件L2和电容元件C谐振频率由2组成ωt:
式中,ω1和ω2.双调谐无源滤波器的两个滤波频率;
然后根据以下关系解决系数A和δ:
式中,hs为谐振频率ωs与基波频率相比ωF谐波次数,ht为谐振频率ωt与基波频率相比ωF谐波次数,
最后,根据以下关系类型解决滤波器的参数:
式中,zf基波频率为滤波器ωF下的阻抗,QF为额定电压UF发出的基波无功功率;
本发明的优点是改进了传统参数估算法获得的参数设计结果,获得了更准确的参数设计结果。降低了设计难度,简单、有效、方便。
附图说明
图1是双调谐无源滤波器的电路拓扑图;
图2是本发明实施例中双调谐滤波器的阻抗频率特征曲线;
具体实施方法
实施例
如图1所示,包括电容器在内的双调谐无源滤波器C1、电容C2、电感L1和电感L2,所述电感L2和电容C2串联形成的串联支路和电感L1.并联支路与电容器并联形成C1串联。
根据双调谐无源滤波器的电路,滤波器的阻抗是
设:
并令z=0,有
通过一元二次方程根与系数的关系,可以得到
其中ω1、ω二是(3)式两个解,也是滤波器的两个调谐(滤波)频率,为已知数。ωs,ωt例如(2)定义为滤波器的固有参数,也可根据具体设计要求提前确定。基波频率ωF下,滤波器的阻抗为
其中
这里hs=ωs/ωF,ht=ωt/ωF。
根据无功补偿的要求,额定电压下的滤波器UF发出的基波无功功率为QF,于是各参数
C2=δ·C1 (10)
当
过滤器有一个并联谐振点。理论上,滤波器的阻抗值趋于无限大。
谐振点时,有
本条件下滤波器并联谐振频率点:
设计计算实例:
带图1示例的直流滤波器,安装点母线电压500kV,50Hz频率下的安装容量为20Mvar,滤波频率要求为f1=600Hz和f2=1200Hz。对应于50Hz根据上述公式选择系统
其中,ωs=6529.67rad/s,ωt=4353.11rad/s
计算得出,
C2=16.41μF (21)
L2=3.21mH (22)
将公式(19)-(22)的参数代入公式(4),计算出的滤波器阻抗频率特性曲线见图2。从图2可以看出,滤波器的调谐点恰好是600Hz和1200Hz。
上述详细说明是本发明可行实施例的具体说明。本实施例不用于限制本发明的专利范围。未脱离本发明的等效实施或者变更,应当包括在本案的专利范围内。