摘 要: 依照实际的高压直流输电系统，在两个换流站同时设置直流有源电力滤波器，采用短距离输电线路等值电路模型，本文详细分析了这种情况下直流有源电力滤波器的滤波特性并进行了相应的实验研究。同时为了评价有源电力滤波器的滤波性能，引入了有源电力滤波衰减倍数的概念。理论分析和实验结果均表明，采用无源滤波器与有源电力滤波器构成的混合滤波器，能大大提高高压直流输电系统直流侧的滤波性能。本文的研究结果为有源电力滤波器在高压直流输电系统中的实际应用提供了理论基础。
关键词：高压直流输电 有源电力滤波器 直流滤波器
The study on the filtering characteristic of the DC active power filter for HVDC system
XIAO Guo-chun, LI Kuang, WANG Zhao-an
（School of Electrical Engineering，Xian Jiaotong University , Xi’an 710049，China）
Abstract: According to the practical HVDC system, the dc active power filter is installed in both converters respectively. Adopting short distance transmission line equivalent circuit model, the filtering characteristic of the dc active power filter is analyzed and its corresponding experiment investigation is presented in the paper. In order to evaluate the filtering characteristic of the dc active power filter, an active filtering attenuation coefficient is also introduced. The theory analysis and experimental results show that the hybrid filters consisting of passive filter and active filter can further increase the filtering performance on the DC side in HVDC system.
Key words: HVDC system Active power filter DC filter
1 引 言
现代电力系统的发展，输电容量和输电距离增加，区域网络互联，出现了系统稳定、低频振荡和次同步振荡等动态问题，使交流输电的应用受到了限制。而直流输电具有节约能源、线路造价低、无系统稳定问题等优点[1]，运用直流输电技术可以提高电力系统的经济指标、技术性能、运行的可靠性和调度的灵活性。高压直流输电（HVDC）在远距离、大容量输电中占有重要的地位，特别是目前西电东送、全国联网势在必行的形势下，直流输电以其独特的优点，在我国具有广阔的发展前景[2]。
然而，在高压直流输电系统中，换流站（含整流站和逆变站）在直流输电线路的直流电流和电压中将产生谐波。当直流输电系统采用架空线路，长距离、大功率传送直流电流时这些谐波的流动将会对与之相邻运行的通讯线路产生干扰，主要的干扰频率范围为300~3000Hz[3]。为了滤除高压直流输电线路上的谐波，避免对沿线通讯线路的干扰，传统的方法是在直流侧设置无源电力滤波器，但无源电力滤波器本身存在局限性。当直流输电系统直流侧需要高性能滤波时，无源电力滤波器的造价将大幅度上升，而此时采用直流有源电力滤波器与无源电力滤波器构成的混合型电力滤波器将具有更强的竞争力[4]。为推动我国直流输电技术的发展，消除直流输电线路对邻近通讯线路的干扰，积极开展高压直流输电系统用直流有源电力滤波器的理论及应用研究具有重大的实际意义。
文献[5]对高压直流输电用直流有源电力滤波器的结构、基本原理进了理论和实验研究。本文是上述工作的继续，依照实际的高压直流输电系统，在整流侧和逆变侧同时设置直流有源电力滤波器，采用短距离输电线路等值电路模型，本文详细分析了这种情况下直流有源电力滤波器的滤波特性并进行了相应的实验研究。同时，为了评价有源电力滤波器的滤波性能，引入了有源电力滤波衰减倍数的概念。理论分析和实验结果均表明，采用无源滤波器与有源电力滤波器构成的混合型滤波器，能大大提高高压直流输电系统直流侧的滤波性能。本文的研究结果为有源电力滤波器在高压直流输电系统中的实际应用提供了理论基础。
