本发明涉及电力滤波技术领域，具体涉及一种双调谐无源滤波器的参数设计方法。

背景技术：

理想的公用电网所提供的电压应该是单一固定的频率以及规定的电压幅值。高次谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它恶化用电设备所处的环境，危害周围的通信系统和与公用电网联接的设备。加装交流滤波装置是治理电网谐波污染的有效措施之一。现有的交流滤波装置主要有无源滤波器、有源滤波器和混合滤波器。传统的无源滤波器，因其结构简单、投资少、运行可靠性高以及运行费用低，至今仍是谐波抑制的主要手段。但是由于无源滤波器每个支路滤除固定次数的谐波，所以滤波支路的设计与系统的负荷、谐波大小密切相关，其滤波安全性和补偿效果会随着负载的变化而变化。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种双调谐无源滤波器的参数设计方法，达到更加合理的设计滤波器各个参数的技术效果。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种双调谐无源滤波器的参数设计方法，

双调谐无源滤波器，包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2，所述电感L2和电容C2串联，所形成的串联支路与电感L1并联，所形成的并联支路再与电容C1串联；

参数设计方法包括如下步骤：

对所述的双调谐滤波器电路的并联谐振频率ωp进行赋值，使其满足：

ω1＜ωp＜ω2

通过以下关系式计算电感元件L1和电容元件C1构成的谐振频率为ωs，电感元件L2和电容元件C2构成的谐振频率ωt：

式中，ω1和ω2为所述双调谐无源滤波器的两个滤波频率；

再根据以下关系式求解出系数A和δ：

式中，hs为谐振频率ωs相对于基波频率ωF的谐波次数，ht为谐振频率ωt相对于基波频率ωF的谐波次数，

最后，再根据以下关系式求解出滤波器的各参数：

式中，zf为滤波器在基波频率ωF下的阻抗，QF为额定电压UF下发出的基波无功功率；

本发明的优点是：本发明改善了传统的参数估算法得到的参数设计结果，得到更为精确的参数设计结果。降低了设计难度，简单有效、方便易行。

附图说明

图1是双调谐无源滤波器的电路拓扑图；

图2是本发明实施例中的双调谐滤波器的阻抗频率特性曲线；

具体实施方式

实施例

如图1，双调谐无源滤波器，包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2，所述电感L2和电容C2串联，所形成的串联支路与电感L1并联，所形成的并联支路再与电容C1串联。

根据所述双调谐无源滤波器的电路，滤波器的阻抗为

设：

并令z＝0，有

通过一元二次方程根与系数之间的关系式，可以得到

其中ω1、ω2是(3)式的两个解，也是滤波器的两个调谐(滤波)频率，为已知数。ωs，ωt如式(2)定义，为滤波器的固有参数，也可以根据具体设计要求事先确定下来。在基波频率ωF下，滤波器的阻抗为

其中

这里hs＝ωs/ωF,ht＝ωt/ωF。

根据无功补偿的要求，滤波器在额定电压UF下发出的基波无功功率为QF，于是各参数

C2＝δ·C1 (10)

当

时，滤波器有一个并联谐振点。在该点，滤波器的阻抗值在理论上趋于无穷大。

当谐振点时，有

滤波器在该条件下的并联谐振频率点:

设计计算实例:

设有图1示例的直流滤波器，安装点的母线电压为500kV，50Hz频率下的安装容量为20Mvar，要求其滤波频率为f1＝600Hz和f2＝1200Hz。对应于50Hz系统，选择则按照上述公式，有

其中，ωs＝6529.67rad/s，ωt＝4353.11rad/s

计算得出，

C2＝16.41μF (21)

L2＝3.21mH (22)

将公式(19)-(22)的参数代入到公式(4)，计算得到的滤波器阻抗频率特性曲线见图2。由图2可见，滤波器的调谐点恰好在600Hz和1200Hz。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。