本發明涉及電力濾波技術領域，具體涉及一種雙調諧無源濾波器的參數設計方法。

背景技術：

理想的公用電網所提供的電壓應該是單一固定的頻率以及規定的電壓幅值。高次諧波電流和諧波電壓的出現，對公用電網是一種污染，它惡化用電設備所處的環境，危害周圍的通信系統和與公用電網聯接的設備。加裝交流濾波裝置是治理電網諧波污染的有效措施之一。現有的交流濾波裝置主要有無源濾波器、有源濾波器和混合濾波器。傳統的無源濾波器，因其結構簡單、投資少、運行可靠性高以及運行費用低，至今仍是諧波抑制的主要手段。但是由于無源濾波器每個支路濾除固定次數的諧波，所以濾波支路的設計與系統的負荷、諧波大小密切相關，其濾波安全性和補償效果會隨著負載的變化而變化。

技術實現要素：

本發明的目的是提出一種雙調諧無源濾波器的參數設計方法，達到更加合理的設計濾波器各個參數的技術效果。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種雙調諧無源濾波器的參數設計方法，

雙調諧無源濾波器，包括電容C1、電容C2、電感L1和電感L2，所述電感L2和電容C2串聯，所形成的串聯支路與電感L1并聯，所形成的并聯支路再與電容C1串聯；

參數設計方法包括如下步驟：

對所述的雙調諧濾波器電路的并聯諧振頻率ωp進行賦值，使其滿足：

ω1＜ωp＜ω2

通過以下關系式計算電感元件L1和電容元件C1構成的諧振頻率為ωs，電感元件L2和電容元件C2構成的諧振頻率ωt：

式中，ω1和ω2為所述雙調諧無源濾波器的兩個濾波頻率；

再根據以下關系式求解出系數A和δ：

式中，hs為諧振頻率ωs相對于基波頻率ωF的諧波次數，ht為諧振頻率ωt相對于基波頻率ωF的諧波次數，

最后，再根據以下關系式求解出濾波器的各參數：

式中，zf為濾波器在基波頻率ωF下的阻抗，QF為額定電壓UF下發出的基波無功功率；

本發明的優點是：本發明改善了傳統的參數估算法得到的參數設計結果，得到更為精確的參數設計結果。降低了設計難度，簡單有效、方便易行。

附圖說明

圖1是雙調諧無源濾波器的電路拓撲圖；

圖2是本發明實施例中的雙調諧濾波器的阻抗頻率特性曲線；

具體實施方式

實施例

如圖1，雙調諧無源濾波器，包括電容C1、電容C2、電感L1和電感L2，所述電感L2和電容C2串聯，所形成的串聯支路與電感L1并聯，所形成的并聯支路再與電容C1串聯。

根據所述雙調諧無源濾波器的電路，濾波器的阻抗為

設：

并令z＝0，有

通過一元二次方程根與系數之間的關系式，可以得到

其中ω1、ω2是(3)式的兩個解，也是濾波器的兩個調諧(濾波)頻率，為已知數。ωs，ωt如式(2)定義，為濾波器的固有參數，也可以根據具體設計要求事先確定下來。在基波頻率ωF下，濾波器的阻抗為

其中

這里hs＝ωs/ωF,ht＝ωt/ωF。

根據無功補償的要求，濾波器在額定電壓UF下發出的基波無功功率為QF，于是各參數

C2＝δ·C1 (10)

當

時，濾波器有一個并聯諧振點。在該點，濾波器的阻抗值在理論上趨于無窮大。

當諧振點時，有

濾波器在該條件下的并聯諧振頻率點:

設計計算實例:

設有圖1示例的直流濾波器，安裝點的母線電壓為500kV，50Hz頻率下的安裝容量為20Mvar，要求其濾波頻率為f1＝600Hz和f2＝1200Hz。對應于50Hz系統，選擇則按照上述公式，有

其中，ωs＝6529.67rad/s，ωt＝4353.11rad/s

計算得出，

C2＝16.41μF (21)

L2＝3.21mH (22)

將公式(19)-(22)的參數代入到公式(4)，計算得到的濾波器阻抗頻率特性曲線見圖2。由圖2可見，濾波器的調諧點恰好在600Hz和1200Hz。

上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。

總結

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