本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二次諧波電流的抑制裝置。

背景技術(shù)：

在基于電網(wǎng)換相換流器的直流輸電系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)兩側(cè)(整流側(cè)和逆變側(cè))分別連接有交流系統(tǒng)，由于直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)存在諧波傳遞現(xiàn)象，典型的交流系統(tǒng)的工頻負(fù)序諧波電壓會(huì)在直流側(cè)產(chǎn)生2次諧波電壓，直流側(cè)由2次諧波電壓引起的諧波電流將在交流系統(tǒng)中產(chǎn)生3次正序諧波電流和工頻負(fù)序諧波電流，這將進(jìn)一步產(chǎn)生諧波電流。

高壓直流控制系統(tǒng)通常整流側(cè)是定電流控制，此種控制是將電流指令信號指令與實(shí)測電流信號作差后，接到觸發(fā)角控制模塊中，最終形成換流閥的觸發(fā)角指令，從而控制換流閥導(dǎo)通?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了抑制直流線路上的二次諧波電流，在整流側(cè)定電流控制生成的電流指令信號中附加一個(gè)二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發(fā)角，從而改變直流控制系統(tǒng)的輸入輸出特性，達(dá)到增大直流系統(tǒng)二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行方式可能有多種，典型的直流運(yùn)行方式包括：單極金屬回線模式，單極大地回線模式和雙極模式。由于不同運(yùn)行方式下系統(tǒng)回路不同，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的方案在某一種運(yùn)行方式下對二次諧波電流的抑制作用顯著，而在其他運(yùn)行方式下對二次諧波電流的抑制作用不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種二次諧波電流的抑制裝置，能夠提高直流輸電系統(tǒng)對二次諧波電流的抑制效果。

為了達(dá)成上述目的，本申請的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

提供一種二次諧波電流的抑制裝置，包括：運(yùn)行方式判斷模塊、K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)、信號疊加模塊，以及觸發(fā)角控制模塊，其中K為大于1的整數(shù)；

所述運(yùn)行方式判斷模塊，用于根據(jù)直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從所述K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)中選通其一；一個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)包括帶通濾波以及超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)；

被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的帶通濾波，用于接收直流電流測量裝置實(shí)時(shí)測量所得的直流電流信號，對所述直流電流信號進(jìn)行帶通濾波后，得到所述直流電流信號中的二次諧波信號；

被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)，與被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的帶通濾波連接，用于按照預(yù)設(shè)的補(bǔ)償量對所述二次諧波信號進(jìn)行相位補(bǔ)償；其中，所述補(bǔ)償量用于增大所述直流輸電系統(tǒng)在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的二次諧波阻尼；

所述信號疊加模塊，與被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)連接，用于將經(jīng)過相位補(bǔ)償?shù)乃龆沃C波信號與直流控制系統(tǒng)中經(jīng)過低壓限流環(huán)節(jié)形成的原始電流指令相加，得到經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶睿?/p>

所述觸發(fā)角控制模塊，與所述信號疊加模塊連接，用于根據(jù)經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶钌蓳Q流閥的觸發(fā)角指令；所述觸發(fā)角指令用于控制換流閥導(dǎo)通的觸發(fā)角。

本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的直流輸電系統(tǒng)中適應(yīng)不同運(yùn)行方式的二次諧波電流的抑制裝置，在直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制生成的電流指令信號中，針對不同運(yùn)行方式，選擇附加不同的二次諧波電流抑制信號以改變換流閥觸發(fā)角，從而改變直流控制系統(tǒng)的輸入輸出特性，達(dá)到針對不同運(yùn)行方式增大直流系統(tǒng)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(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的直流控制系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例中對二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的說明示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的針對直流輸電系統(tǒng)的二次諧波電流的抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例中對二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的另一說明示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(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，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的直流控制系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制器結(jié)構(gòu)示意圖，Ud為實(shí)測直流電壓，Ido是調(diào)度人員給定的電流指令，低壓限流環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)測的直流電壓，判斷是否維持當(dāng)前電流指令，如出現(xiàn)交流系統(tǒng)電壓下降等情況導(dǎo)致直流電壓下降，那么低壓限流環(huán)節(jié)將降低直流電流指令，生成新的電流指令信號Iord；Id為實(shí)測的直流電流值，將Iord和Id作差后，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(zhuǎn)換成換流閥對應(yīng)的觸發(fā)角指令，從而達(dá)到控制直流電流的目的。

然而直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行方式可能有多種，不同運(yùn)行方式下系統(tǒng)回路不同，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的方案在某一種運(yùn)行方式下對二次諧波電流的抑制作用顯著，而在其他運(yùn)行方式下對二次諧波電流的抑制作用不理想。

實(shí)施例

本實(shí)用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，為直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制生成的電流指令信號中，針對不同運(yùn)行方式附加一個(gè)對應(yīng)的二次諧波電流抑制信號，通過改變換流閥觸發(fā)角，從而改變直流控制系統(tǒng)的輸入輸出特性，增大直流輸電系統(tǒng)在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的二次諧波阻尼，達(dá)到減小二次諧波電流的目的。以下結(jié)合本申請的實(shí)施例做具體說明。

本實(shí)用新型的實(shí)施例在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)，K為大于1的整數(shù)。將直流控制系統(tǒng)中經(jīng)過低壓限流環(huán)節(jié)形成的原始電流指令，記作Iord。以Idf表示通過直流電流測量裝置測量獲得的直流電流信號，Idf為二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的輸入信號。將K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的輸出信號，記作Iord1、Iord2……IordK。結(jié)合圖2所示，在一種具體的實(shí)施方式中，一個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)包括帶通濾波201、超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)202、信號增益環(huán)節(jié)202以及信號限幅環(huán)節(jié)204。對Idf經(jīng)過濾波、相位補(bǔ)償、信號增益以及信號限幅之后，輸出IordK。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種二次諧波電流的抑制裝置，結(jié)合圖3所示，包括：

運(yùn)行方式判斷模塊31、K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32、信號疊加模塊33，以及觸發(fā)角控制模塊34。

直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)量用K表示，K為大于1的整數(shù)，直流輸電系統(tǒng)的K種運(yùn)行狀態(tài)分別對應(yīng)K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)。每個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)分別用于為直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制生成的電流指令信號，補(bǔ)償一個(gè)二次諧波電流抑制信號，圖3所示為K＝2的情形，兩個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)分別用圖標(biāo)32A和32B表示，二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32A的輸出信號為Iord1，二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32B的輸出信號為Iord2。

運(yùn)行方式判斷模塊31，用于根據(jù)直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從K個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32中選通其一。

具體的，結(jié)合圖3，運(yùn)行方式判斷模塊31可根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出的狀態(tài)信號確定直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。其中直流轉(zhuǎn)換開關(guān)包括金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)以及大地回線轉(zhuǎn)換開關(guān)。不同二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32提供不同的補(bǔ)償量。每當(dāng)運(yùn)行方式判斷模塊31確定直流輸電系統(tǒng)的當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，選通對應(yīng)的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32，以輸出對應(yīng)的補(bǔ)償量。

結(jié)合圖4所示，一個(gè)二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32包括帶通濾波321以及超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)322。圖4中IordK表示被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)的輸出信號。

被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的帶通濾波321，用于接收直流電流測量裝置實(shí)時(shí)測量所得的直流電流信號Idf，對直流電流信號Idf進(jìn)行帶通濾波后，得到直流電流信號中的二次諧波信號。帶通濾波器范圍的設(shè)定主要考慮一定的誤差范圍，保證二次諧波產(chǎn)生時(shí)能夠?yàn)V出直流電流信號中的二次諧波信號。

被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)322，與被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的帶通濾波321連接，用于按照預(yù)設(shè)的補(bǔ)償量對二次諧波信號進(jìn)行相位補(bǔ)償。其中，補(bǔ)償量用于增大直流輸電系統(tǒng)在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的二次諧波阻尼。

信號疊加模塊33，與被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)322連接，用于將經(jīng)過相位補(bǔ)償?shù)亩沃C波信號與直流控制系統(tǒng)中經(jīng)過低壓限流環(huán)節(jié)35形成的原始電流指令I(lǐng)ord相加，得到經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶睢?/p>

結(jié)合圖3所示，被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32為二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)A時(shí)，信號疊加模塊33將Iord1和Iord相加，得到經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶?Iord+Iord1)。當(dāng)被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32為二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)B時(shí)，號疊加模塊33將號疊加模塊33將Iord2和Iord相加，得到經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶?Iord+Iord2)。

觸發(fā)角控制模塊34，與信號疊加模塊33連接，用于根據(jù)經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶钌蓳Q流閥的觸發(fā)角指令。觸發(fā)角指令用于控制換流閥導(dǎo)通的觸發(fā)角。

可選的，結(jié)合圖4所示，被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32還包括信號增益環(huán)節(jié)323，連接在被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)322與信號疊加模塊33之間，用于對經(jīng)過相位補(bǔ)償后的二次諧波信號，通過信號增益調(diào)節(jié)信號強(qiáng)度，控制補(bǔ)償效果。

可選的，結(jié)合圖4所示，被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32還包括信號限幅環(huán)節(jié)324，連接在被選通的二次諧波電流抑制環(huán)節(jié)32的信號增益環(huán)節(jié)323與信號疊加模塊33之間，用于對經(jīng)過增益調(diào)節(jié)后的二次諧波信號，通過信號限幅消除信號突變。

本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的直流輸電系統(tǒng)中適應(yīng)不同運(yùn)行方式的二次諧波電流的抑制裝置，在直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)定電流控制生成的電流指令信號中，針對不同運(yùn)行方式，選擇附加不同的二次諧波電流抑制信號以改變換流閥觸發(fā)角，從而改變直流控制系統(tǒng)的輸入輸出特性，達(dá)到針對不同運(yùn)行方式增大直流系統(tǒng)二次諧波阻尼，減小二次諧波電流的目的。

以上，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。