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适用于高压直流换流站的高压大容量有源滤波器技术
王玲, 马为民, 季一鸣, 李明, 吴方劼, 徐莹, 杜晓磊, 张秀娟
电力建设 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6) : 121-133.
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适用于高压直流换流站的高压大容量有源滤波器技术
High-Voltage High-Capacity Active Filter Technology for High Voltage DC Converter Station
【目的】高压直流输电技术是我国资源优化配置的核心技术手段,传统高压直流输电技术存在占地面积大、交流系统变化容易谐振等诸多缺陷。为了适应大规模新能源接入电网结构的变化,开展高压直流输电工程的高压换流站用有源滤波器技术研究至关重要,一方面能够解决传统无源滤波器的固有缺陷,另一方面能够适应当前交流电网的波动性变化。【方法】基于此,从拓扑结构、工作原理、方案设计、工程应用等多方面开展了研究,提出了高压大容量有源滤波器的稳态参数设计、控制策略方案以及多台有源滤波器的协调控制方法等,并通过多种仿真方式进行验证,充分论证了高压大容量有源滤波器的谐波滤除和无功补偿能力以及对系统无功支撑的能力。【结果】研究结果表明,高压大容量有源滤波器能够提升传统直流对于弱交流系统的适应性,改善谐波特性,优化换流站布置,同时有力支撑交流系统强度。【结论】高压大容量有源滤波器的研发应用为未来新型电力系统发展背景下的直流输电工程系统设计提供了必要的指导。
[Objective] High-voltage direct current transmission technology is a core technical method for optimizing resource allocation in China. Traditional high-voltage direct-current transmission technology has many drawbacks, such as a large footprint and easily changing AC system resonance. Development of active filter technology for high-voltage converter stations is crucial in high-voltage direct-current transmission projects for adapting to the changes in the grid structure brought about by large-scale new energy access. This technology would solve the inherent defects of traditional passive filters and enable adaptation to the fluctuations in the current AC power grid. [Methods] This study was conducted from the multiple aspects of topology structure, working principle, scheme design, and engineering applications. A coordinated control method of multiple active filters is proposed for high-voltage and large-capacity active filters along with a steady-state parameter design and control strategy scheme, and further verified through various simulation methods, fully demonstrating the harmonic filtering and reactive power compensation capabilities of high-voltage and large-capacity active filters and their ability to support reactive power in the system. [Results] The results indicate that high-voltage high-capacity active filters can enhance the adaptability of traditional DC to weak AC systems, improve harmonic characteristics, optimize the converter station layout, and effectively support the strength of AC systems. [Conclusions] The research and application of high-voltage and high-capacity active filters provide the necessary guidance for the design of DC transmission engineering systems in the context of future development of new power systems.
高压有源滤波器 / 特高压直流输电 / 换相失败 / 无功补偿 / 谐波补偿 / 暂态补偿
high-voltage active filter / ultra high voltage direct current transmission / commutation failure / reactive power compensation / harmonic compensation / transient compensation
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