本发明涉及换流站交流侧谐波抑制领域，特别是涉及一种混合型滤波装置及滤波方法。
背景技术：
±800kv特高压直流输电(uhvdc)通常采用双12脉动换流的方式，即两个12脉动换流器(也即4个六脉动换流器)串联的形式，可以实现大容量、超远距离的电能输送，成为了中国解决能源与负荷分布不均问题的主要技术手段。目前中国已投运或者在建的特高压直流输电工程均为基于电网换相换流器的特高压直流输电(lcc-uhvdc)，由于换流器采用的是晶闸管非线性器件，其运行时会在交流侧产生12k±1次特征谐波，从而导致电网的电能质量下降；传统用来抑制换流器产生的谐波方法均为无源滤波器，这种滤波器的结构简单，设计起来也较为容易，因此得到了广泛的应用。
传统的换流站交流侧谐波抑制方法是在特定谐波次数调谐点附近设置无源滤波器，这种滤波器可以有效地抑制换流器所产生的特征次谐波，但是其也具有缺点：
(1)为了减小无源滤波器的投切带来较大无功功率的变化，从而导致电压的波动，需要将单台无源滤波器的容量设置的较小，因此其组数较多，占地面积较大。
(2)传统的无源滤波器可能会和交流系统阻抗发生串并联谐振，导致某次谐波放大，对交流电网的电能质量产生影响。
(3)无源滤波器的电感或者电容值会发生变化，导致调谐点发生偏移，从而使得部分谐波无法滤除。
综上所述，现有技术中的换流站交流侧谐波抑制方法还存在上述缺陷。因此，亟需一种新的换流站交流侧谐波抑制方法或装置以解决上述缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种混合型滤波装置及滤波方法，提高换流站的交流侧谐波抑制的效果以及稳定性，防止谐波污染。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种混合型滤波装置，包括：无源滤波装置以及有源滤波装置；
所述无源滤波装置与所述有源滤波装置分别与换流站500kv交流侧的母线连接；
所述有源滤波装置包括：第一主动滤波装置、第二主动滤波装置以及第三主动滤波装置；所述第一主动滤波装置、所述第二主动滤波装置以及所述第三主动滤波装置并联，并均与所述换流站500kv交流侧的母线连接；
所述第一主动滤波装置用于进行11次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第二主动滤波装置用于进行13次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第三主动滤波装置用于进行23次谐波的滤除以及动态无功补偿。
可选的，所述第一主动滤波装置包括：11次谐波变压器以及11次主动滤波装置；所述11次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述11次主动滤波装置串联；
所述第二主动滤波装置包括：13次谐波变压器以及13次主动滤波装置；所述13次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述13次主动滤波装置串联；
所述第三主动滤波装置包括：23次谐波变压器以及23次主动滤波装置；所述23次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述23次主动滤波装置串联。
可选的，所述11次主动滤波装置、所述13次主动滤波装置以及所述23次主动滤波装置均采用mmc拓扑结构。
可选的，所述第一主动滤波装置还包括：11次谐波电流提取模块以及11次主动滤波装置控制模块；
所述11次谐波电流提取模块分别与换流站的输入端以及所述11次谐波变压器连接；所述11次谐波电流提取模块用于提取所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流；
所述11次主动滤波装置控制模块与所述11次谐波电流提取模块以及所述11次主动滤波装置连接；所述11次主动滤波装置控制模块用于根据所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流的第一电流差值调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述换流站的电流中11次谐波分量消除。
可选的，所述11次主动滤波装置控制模块为pi调节器。
可选的，所述无源滤波装置包括：无功补偿电容器以及双调谐滤波器；
所述无功补偿电容器与所述双调谐滤波器均与所述换流站500kv交流侧的母线连接。
一种混合型滤波装置的滤波方法，所述滤波方法应用于所述的一种混合型滤波装置，所述滤波方法包括：
获取换流站的电流；
利用无源滤波装置对所述换流站的电流进行无功功率补偿以及谐波滤除，得到一次滤波后的换流站的电流；
根据所述一次滤波后的换流站的电流，利用有源滤波装置进行二次无功功率补偿以及二次谐波滤除。
可选的，所述根据所述一次滤波后的换流站的电流，利用有源滤波装置进行二次无功功率补偿以及二次谐波滤除，具体包括：
根据所述一次滤波后的换流站的电流获取11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量；
根据11次谐波变压器获取11次主动滤波装置的高压侧的电流，根据13次谐波变压器获取13次主动滤波装置的高压侧的电流，以及根据23次谐波变压器获取23次主动滤波装置的高压侧的电流；
根据所述11次谐波分量与所述11次主动滤波装置的高压侧的电流确定第一电流差值；
根据所述13次谐波分量与所述13次主动滤波装置的高压侧的电流确定第二电流差值；
根据所述23次谐波分量与所述23次主动滤波装置的高压侧的电流确定第三电流差值；
根据所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值分别对应调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流、所述13次主动滤波装置的高压侧的电流以及所述23次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值均为0，进而使得所述换流站的电流中11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量均消除。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种混合型滤波装置及滤波方法，采用无源滤波装置以及有源滤波装置并联运行的方式进行谐波的滤除以及无功功率的补偿，并且所述有源滤波装置包括：第一主动滤波装置、第二主动滤波装置以及第三主动滤波装置，三台主动滤波装置分别是基于11、13、23次谐波设置的，即每台只抑制一种谐波，可有效降低主动滤波装置的容量。即本发明有效地滤除换流器产生的特征次谐波以及非特征次谐波，减小了滤波装置的占地面积，避免了传统无源滤波器与系统阻抗发生谐振导致的谐波放大问题，降低换流站交流侧的谐波含量，并且还具有一定的动态无功补偿能力，可以降低补偿装置投切时造成的电压波动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种混合型滤波装置结构示意图；
图2为所述11次主动滤波装置、所述13次主动滤波装置以及所述23次主动滤波装置的内部结构图；
图3为本发明所提供的第一主动滤波装置原理示意图；
图4为第一主动滤波装置的负载谐波电流提取及主动滤波装置控制模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种混合型滤波装置及滤波方法，提高换流站的交流侧谐波抑制的效果以及稳定性，防止谐波污染。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种混合型滤波装置结构示意图，如图1所示，本发明所提供的一种混合型滤波装置，包括：无源滤波装置以及有源滤波装置。
所述无源滤波装置与所述有源滤波装置分别与换流站500kv交流侧的母线连接。
所述有源滤波装置包括：第一主动滤波装置1、第二主动滤波装置2以及第三主动滤波装置3；所述第一主动滤波装置1、所述第二主动滤波装置2以及所述第三主动滤波装置3并联，并均与所述换流站500kv交流侧的母线连接。
所述第一主动滤波装置1用于进行11次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第二主动滤波装置2用于进行13次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第三主动滤波装置3用于进行23次谐波的滤除以及动态无功补偿。
如图1所示，所述第一主动滤波装置1包括：11次谐波变压器以及11次主动滤波装置；所述11次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述11次主动滤波装置串联。第一主动滤波装置原理示意图如图3所示。
所述第二主动滤波装置2包括：13次谐波变压器以及13次主动滤波装置；所述13次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述13次主动滤波装置串联。
所述第三主动滤波装置3包括：23次谐波变压器以及23次主动滤波装置；所述23次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述23次主动滤波装置串联。
所述11次主动滤波装置、所述13次主动滤波装置以及所述23次主动滤波装置均采用mmc拓扑结构，并如图2所示，包括三相整流桥，每个桥臂上包括多个子模块。
如图4所示，所述第一主动滤波装置1还包括：11次谐波电流提取模块以及11次主动滤波装置控制模块。
所述11次谐波电流提取模块分别与换流站的输入端以及所述11次谐波变压器连接；所述11次谐波电流提取模块用于提取所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流。
所述11次主动滤波装置控制模块与所述11次谐波电流提取模块以及所述11次主动滤波装置连接；所述11次主动滤波装置控制模块用于根据所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流的第一电流差值调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述换流站的电流中11次谐波分量消除。
所述11次主动滤波装置控制模块为pi调节器。
所述无源滤波装置包括：无功补偿电容器4以及双调谐滤波器5。
所述无功补偿电容器4与所述双调谐滤波器5均与所述换流站500kv交流侧的母线连接。
同理，所述第二主动滤波装置2还包括：13次谐波电流提取模块以及13次主动滤波装置控制模块。
所述第三主动滤波装置3还包括：23次谐波电流提取模块以及23次主动滤波装置控制模块。
作为一个具体的实施例，以11次谐波滤除为例，阐述其滤波过程：
检测负载电流(换流站的电流)il中的11次谐波分量il11，并将其送至11次主动滤波装置控制模块中作为参考电流。
获取11次主动滤波装置所在支路高压侧的电流if11，将从负载电流中检测得到的11次谐波电流il11与if11作差送入pi调节器中。
pi调节器通过il11与if11的作差结果不断调整主动滤波装置的输出电压uf11从而调节主动滤波装置高压侧的电流if11，直至il11与if11的第一电流差值为0；
11次主动滤波装置产生的电流if11注入到系统中，与负载中的11次谐波电流分量il11相互抵消，使负载产生的11次谐波电流无法流入系统电流中；
13、23次谐波的抑制原理同11次。
本发明所提供的一种混合型滤波装置的滤波方法应用于上述的一种混合型滤波装置，所述滤波方法包括：
s1，获取换流站的电流。
s2，利用无源滤波装置对所述换流站的电流进行无功功率补偿以及谐波滤除，得到一次滤波后的换流站的电流。
s3，根据所述一次滤波后的换流站的电流，利用有源滤波装置进行二次无功功率补偿以及二次谐波滤除。
s3具体包括：
s301，根据所述一次滤波后的换流站的电流获取11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量。
s302，根据11次谐波变压器获取11次主动滤波装置的高压侧的电流，根据13次谐波变压器获取13次主动滤波装置的高压侧的电流，以及根据23次谐波变压器获取23次主动滤波装置的高压侧的电流。
s303，根据所述11次谐波分量与所述11次主动滤波装置的高压侧的电流确定第一电流差值。
s304，根据所述13次谐波分量与所述13次主动滤波装置的高压侧的电流确定第二电流差值。
s305，根据所述23次谐波分量与所述23次主动滤波装置的高压侧的电流确定第三电流差值。
s306，根据所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值分别对应调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流、所述13次主动滤波装置的高压侧的电流以及所述23次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值均为0，进而使得所述换流站的电流中11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量均消除。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种混合型滤波装置，其特征在于，包括：无源滤波装置以及有源滤波装置；
所述无源滤波装置与所述有源滤波装置分别与换流站500kv交流侧的母线连接；
所述有源滤波装置包括：第一主动滤波装置、第二主动滤波装置以及第三主动滤波装置；所述第一主动滤波装置、所述第二主动滤波装置以及所述第三主动滤波装置并联，并均与所述换流站500kv交流侧的母线连接；
所述第一主动滤波装置用于进行11次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第二主动滤波装置用于进行13次谐波的滤除以及动态无功补偿；所述第三主动滤波装置用于进行23次谐波的滤除以及动态无功补偿。
2.根据权利要求1所述的一种混合型滤波装置，其特征在于，所述第一主动滤波装置包括：11次谐波变压器以及11次主动滤波装置；所述11次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述11次主动滤波装置串联；
所述第二主动滤波装置包括：13次谐波变压器以及13次主动滤波装置；所述13次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述13次主动滤波装置串联；
所述第三主动滤波装置包括：23次谐波变压器以及23次主动滤波装置；所述23次谐波变压器分别与所述换流站500kv交流侧的母线以及所述23次主动滤波装置串联。
3.根据权利要求2所述的一种混合型滤波装置，其特征在于，所述11次主动滤波装置、所述13次主动滤波装置以及所述23次主动滤波装置均采用mmc拓扑结构。
4.根据权利要求2所述的一种混合型滤波装置，其特征在于，所述第一主动滤波装置还包括：11次谐波电流提取模块以及11次主动滤波装置控制模块；
所述11次谐波电流提取模块分别与换流站的输入端以及所述11次谐波变压器连接；所述11次谐波电流提取模块用于提取所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流；
所述11次主动滤波装置控制模块与所述11次谐波电流提取模块以及所述11次主动滤波装置连接；所述11次主动滤波装置控制模块用于根据所述换流站的电流中11次谐波分量以及所述11次主动滤波装置的高压侧的电流的第一电流差值调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述换流站的电流中11次谐波分量消除。
5.根据权利要求4所述的一种混合型滤波装置，其特征在于，所述11次主动滤波装置控制模块为pi调节器。
6.根据权利要求1所述的一种混合型滤波装置，其特征在于，所述无源滤波装置包括：无功补偿电容器以及双调谐滤波器；
所述无功补偿电容器与所述双调谐滤波器均与所述换流站500kv交流侧的母线连接。
7.一种混合型滤波装置的滤波方法，其特征在于，所述滤波方法应用于权利要求1-6任意一项所述的一种混合型滤波装置，所述滤波方法包括：
获取换流站的电流；
利用无源滤波装置对所述换流站的电流进行无功功率补偿以及谐波滤除，得到一次滤波后的换流站的电流；
根据所述一次滤波后的换流站的电流，利用有源滤波装置进行二次无功功率补偿以及二次谐波滤除。
8.根据权利要求7所述的一种混合型滤波装置的滤波方法，其特征在于，所述根据所述一次滤波后的换流站的电流，利用有源滤波装置进行二次无功功率补偿以及二次谐波滤除，具体包括：
根据所述一次滤波后的换流站的电流获取11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量；
根据11次谐波变压器获取11次主动滤波装置的高压侧的电流，根据13次谐波变压器获取13次主动滤波装置的高压侧的电流，以及根据23次谐波变压器获取23次主动滤波装置的高压侧的电流；
根据所述11次谐波分量与所述11次主动滤波装置的高压侧的电流确定第一电流差值；
根据所述13次谐波分量与所述13次主动滤波装置的高压侧的电流确定第二电流差值；
根据所述23次谐波分量与所述23次主动滤波装置的高压侧的电流确定第三电流差值；
根据所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值分别对应调整所述11次主动滤波装置的高压侧的电流、所述13次主动滤波装置的高压侧的电流以及所述23次主动滤波装置的高压侧的电流，使得所述第一电流差值、所述第二电流差值以及所述第三电流差值均为0，进而使得所述换流站的电流中11次谐波分量、13次谐波分量以及23次谐波分量均消除。
技术总结