1.一种海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)对海上风电场在各次谐波频率下进行建模,具体实现方式为:采用诺顿电路作为海上风电场中风机的等效电路,采用π形电路作为海上风电场中交流海缆的等效电路,根据这些等效电路建立适用于谐波分析的海上风电场等效模型,该等效模型由第一等值电流源I 1 和等值阻抗Z并联组成,其一端接地,另一端接海上换流站的交流母线;(2)针对海上换流站中DRU的交流侧建立适用于谐波分析的DRU等效模型,其由第二等值电流源I 2 构成,同时将DRU的直流侧等效为直流回路阻抗;(3)采用迭代法计算DRU注入海上交流系统的各次谐波电流,该谐波电流即对应为各次谐波频率下第二等值电流源I 2 的电流相量;(4)根据海上风电场及DRU的等效模型参数通过以下表达式计算各次谐波频率下PCC节点的谐波电压;其中:U PCC,h 表示谐波频率h·f 0 下PCC节点的谐波电压,U PCC,h,1 表示只考虑第一等值电流源I 1 情况下交流母线电压的h次谐波电压有效值,U PCC,h,2 表示只考虑第二等值电流源I 2 情况下交流母线电压的h次谐波电压有效值,h为大于0自然数,k pcc,h 为给定系数;k b 表示DRU中六脉动换流阀的串联个数,k DRU 表示DRU换流变压器的变比,X tD 表示基波频率f 0 下DRU换流变压器的漏抗,U dc0 表示DRU的额定直流电压,I dc,0 表示DRU的直流电流迭代初值, 表示只考虑第二等值电流源I 2 情况下交流母线电压的h次谐波电压相量, 表示谐波频率h·f 0 下第一等值电流源I 1 的电流相量, 表示谐波频率h·f 0 下第二等值电流源I 2 的电流相量,Z owf,h 表示谐波频率h·f 0 下等值阻抗Z的阻抗值,Z filt,h 表示交流母线上安装连接的交流滤波器在谐波频率h·f 0 下的谐波阻抗;(5)根据PCC节点的谐波电压计算出单次谐波的畸变率、总有效谐波畸变率以及电话谐波波形系数,与电能质量标准进行比较,若符合标准,则无需安装交流滤波器;若不符合标准,则安装适当容量和类型的交流滤波器。
2.根据权利要求1所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于:所述第一等值电流源I 1 和等值阻抗Z的数值表达式如下:其中:Z owf,h 表示谐波频率h·f 0 下等值阻抗Z的阻抗值, 表示谐波频率h·f 0 下第一等值电流源I 1 的电流相量,Y owf,h 表示谐波频率h·f 0 下海上交流系统的节点导纳矩阵,V owf 是一个列向量,该向量中第一个元素为1,其余元素均为0;I owf,h 是一个列向量,该向量中第2~n wt +1个元素对应为海上风电场中各台风机的h次谐波电流,其余元素均为0;上标 T 表示转置,h为大于0自然数,f 0 为基波频率,n wt 为海上风电场中的风机数量。
3.根据权利要求1所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于:所述直流回路阻抗由DRU直流侧阻抗与直流输电系统中其他直流阻抗串联构成,其中DRU直流侧阻抗的数值表达式如下:其中:Z DRU,h,k 表示谐波频率h·f 0 下第k步迭代DRU直流侧阻抗的阻抗值,k b 表示DRU中六脉动换流阀的串联个数,μ k 表示第k步迭代DRU的换相角,k DRU 表示DRU换流变压器的变比,Z owf,h 表示谐波频率h·f 0 下等值阻抗Z的阻抗值,Z filt,h 表示交流母线上安装连接的交流滤波器在谐波频率h·f 0 下的谐波阻抗,j为虚数单位,h为大于0自然数,X tD 表示基波频率f 0 下DRU换流变压器的漏抗,k为自然数。
4.根据权利要求1所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于:所述步骤(3)中的迭代法即通过计算每一次迭代DRU的a相交流电流时域表达,通过移相得到bc两相交流电流的时域表达,进而将迭代收敛时DRU的三相交流电流时域表达通过傅里叶变换即得到DRU注入海上交流系统的各次谐波电流。
5.根据权利要求4所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于:所述DRU的直流电流迭代初值I dc,0 以及换相角迭代初值μ 0 的计算表达式如下:其中:∑P wt 表示海上风电场中所有风机的有功功率之和,U dc0 表示DRU的额定直流电压,k b 表示DRU中六脉动换流阀的串联个数,X tD 表示基波频率f 0 下DRU换流变压器的漏抗。
6.根据权利要求1所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法,其特征在于:所述步骤(5)中安装适当容量和类型的交流滤波器,具体实现方式为:首先考虑采用多组交流滤波器,每组滤波器的基波容量相等,总容量的上限Q max 和下限Q min 分别为40%和10%的DRU额定直流功率,从Q min 开始逐步增加容量,增加的容量步长ΔQ为2%的DRU额定直流功率;交流滤波器的类型包括双调谐滤波器、单调谐滤波器以及并联电容器3种,每次固定好容量后使各组交流滤波器遍历所有类型组合,计算每一种组合配置下的单次谐波的畸变率、总有效谐波畸变率以及电话谐波波形系数,并与电能质量标准进行比较:若只有一种组合配置符合标准,则以当前容量以及该类型组合作为交流滤波器的配置方案;若有多种组合配置符合标准,则选择结构最简单的一种类型组合,以当前容量以及该类型组合作为交流滤波器的配置方案;若没有一种组合配置符合标准,则增加容量重新根据上述方式进行遍历判断。
7.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存有计算机程序,其特征在于:所述处理器用于执行该计算机程序以实现如权利要求1~6任一权利要求所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法。
8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时以实现如权利要求1~6任一权利要求所述的海上风电中频不控整流直流送出系统交流滤波器配置方法。