基于感應濾波的雙調諧濾波器綜合設計

　　3 濾波器設計

　　3.1 雙調諧濾波器特性分析

　　根據直流輸電系統(tǒng)的特點，建立如圖2 所示用來驗證新型濾波方式及對比分析與傳統(tǒng)無 源濾波效果差異的實驗平臺。整流站采用新型換流變壓器，二次繞組有抽頭引出接DT5/7 和DT11/13，一次繞組出線端，即網側接二階高通濾波器HP2 及并聯(lián)電容器；逆變站采用 傳統(tǒng)換流變壓器,這里不再說明。 新型直流輸電系統(tǒng)閥側采用雙調諧濾波器，其基本電路結構由圖2可知；其有兩個諧振 頻率，同時吸收兩個鄰近頻率的諧波，等效于兩個并聯(lián)的單調諧濾器[7]。

　　閥側雙調諧濾波器 是由串聯(lián)諧振回路C1、L1和并聯(lián)諧振回路C2、L2串接而成.兩個回路分別有各自的頻率阻抗 關系和諧振點,兩回路串聯(lián)構成雙調諧濾波器的阻抗頻率關系。并聯(lián)回路C2L2的阻抗特性如 圖3(a)所示。圖3(a)中兩個阻抗特性曲線中，虛線部分表示濾波器的阻抗呈容性；實線部分 則表示濾波器的阻抗為感性；由圖3(a)可知，對于基頻而言，并聯(lián)回路的阻抗很小，即并聯(lián) 回路承受的電壓很低，串聯(lián)回路的阻抗較大，且為容抗。因此，對于雙調諧濾波器來說，主 要由串聯(lián)電容器承受接入母線電壓。

　　串聯(lián)和并聯(lián)回路的阻抗特性曲線的交點 ω1 、 ω2 處，容 抗與感抗相互抵消，它們對應的諧波次數為 n1 、 n2 。 雙調諧濾波器的阻頻特性需要將串聯(lián)回路與并聯(lián)回路的阻頻特性合成考慮.此時，雙調 諧濾波器的阻頻特性曲線如圖3(b)所示，明顯可知其在諧波次數為 n1 、n 2處發(fā)生諧振.

　　3.2 雙調諧濾波器參數設計[8]

　　根據式(4)，利用MATLAB 圖象處理工具，可得到如下DT11/13 安全系數與調諧點的關系曲 線，如圖4 所示。

　　由圖4 曲線可得到如下結論： (1)安全系數必須大于1，這樣，才能使各調諧點稍微前移，避免與系統(tǒng)發(fā)生諧振，且使 DT11/13 在11、13 次調諧頻率下呈感性，避免諧波放大。 (2)安全系數必須有個上限，這樣，才能不致于使濾波器過分頻偏，影響濾波效果及對 系統(tǒng)的無功補償量。