一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法与流程

1.本发明涉及一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，属于电力系统电能传输技术领域。


背景技术：

2.在高压输电中，电气距离的改变有助于对半波长输电线路物理传输距离进行柔性调节。通常对线路的电气距离补偿是通过将多个参数值相同的电感、电容元件组成的回路进行级联以形成一个集总参数回路进行电气距离传输补偿，但是这种方法仅是对传输线分布参数的简单模拟，在截止频率附近会造成振荡。为弥补传统电气距离补偿方式的不足，急需提出一种新型的电气距离补偿方法。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，通过无源低通滤波器能够稳定传输通带内信号的特点，在输电线路物理长度不能满足工频分量对特定电气距离长度要求时，通过将所需补偿的电感总量与电容总量代入低通滤波器归一化模型中，实现对电气距离的补偿。
4.本发明的技术方案是：一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，当交流输电线路物理距离不够长，难以满足工频电能传输对特定电气距离的需求时，通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要补偿的输电线路物理长度，得到所需补偿电气距离的等效电感值、等效电容值；根据贝塞尔结构的无源低通滤波器归一化模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。
5.具体步骤为：
6.step1：设输电线路在工频下的单位长度电感值为l，单位长度电容值为c，需要补偿的输电线路物理长度为k。
7.step2：所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
为：
8.l
sum
＝lk
9.c
sum
＝ck
10.step3：设贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，l(m)和c(n)分别为归一化模型的第m个电感和第n个电容，其中m＝1，2，
……
，m；n＝1，2，
……
，n；m和n分别为低通滤波器电感元件和电容元件的总数，贝塞尔无源低通滤波器阶数为m n阶。
11.将所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
代入贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，得到满足所需补偿电气距离的低通滤波器电感元件值l
w
(m)和电容元件值c
w
(n)：
[0012][0013][0014]
将所得结果代入贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，形成能够将工频分量传播达到所需电气距离的滤波器，且波阻抗与输电线路一致。
[0015]
本发明的有益效果是：
[0016]
1、本发明在截止频率附近不会出现明显振荡；
[0017]
2、本发明计算简单，提高了效率；
[0018]
3、本发明能够无损耗通过工频分量。
附图说明
[0019]
图1是本发明500km输电线路首末两端工频50hz电压比较；
[0020]
图2是本发明贝塞尔无源低通滤波器首末两端工频50hz电压比较
[0021]
图3是本发明贝塞尔无源低通滤波器与传统电气距离补偿电路的频谱比较。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
[0023]
某输电线路正序参数如表1所示，所需补偿的线路长度为500km。设采用19阶贝塞尔无源低通滤波器进行传输线电气距离补偿，按本专利所述顺序分别计算得到滤波器参数如表3所示。
[0024][0025]
表1：输电电路参数
[0026]
step1：根据表1，输电线路在工频下的单位长度电感值为l＝8.4042
×
10
‑4(h/km)，单位长度电容值为c＝1.3753
×
10
‑8(f/km)，需要补偿的输电线路物理长度为k＝500km。
[0027]
step2：计算所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
：
[0028]
l
sum
＝lk＝8.4042
×
10
‑4×
500＝0.4202(h)
[0029]
c
sum
＝ck＝1.3753
×
10
‑8×
500＝6.8765(μf)
[0030]
step2：将所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
代入贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，得到满足所需补偿电气距离的低通滤波器电感元件值l
w
(m)和电容元件值c
w
(n)，得到滤波器参数如表2所示。
[0031]
[0032]
表2：贝塞尔无源低通滤波器归一化参数
[0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044]
表3：滤波器参数
[0045]
在线路或滤波器首端施加1000kv电压，图1所示为500km输电线路首末两端工频50hz电压比较，图2所示为由表3所得滤波器首末两端工频50hz电压比较。可见所得滤波器与输电线路传播特性一致，能够实现相应电气距离补偿。而贝塞尔无源低通滤波器与传统电气距离补偿电路的频谱图如图3所示，贝塞尔无源低通滤波器不会在截止频率附近发生振荡。
[0046]
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述
实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。


技术特征：
1.一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，其特征在于：通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要补偿的输电线路物理长度，得到所需补偿电气距离的等效电感值、等效电容值；根据贝塞尔结构的无源低通滤波器归一化模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。2.根据权利要求1所述的利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，其特征在于具体步骤为：step1：设输电线路在工频下的单位长度电感值为l，单位长度电容值为c，需要补偿的输电线路物理长度为k；step2：所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
为：l
sum
＝lkc
sum
＝ckstep3：设贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，l(m)和c(n)分别为归一化模型的第m个电感和第n个电容，其中m＝1，2，
……
，m；n＝1，2，
……
，n；m和n分别为低通滤波器电感元件和电容元件的总数，贝塞尔无源低通滤波器阶数为m n阶；将所需补偿的电气距离等效电感值l
sum
和电容值c
sum
代入贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，得到满足所需补偿电气距离的低通滤波器电感元件值l
w
(m)和电容元件值c
w
(n)：(n)：将所得结果代入贝塞尔无源低通滤波器归一化模型中，形成能够将工频分量传播达到所需电气距离的滤波器，且波阻抗与输电线路一致。

技术总结
本发明涉及一种利用贝塞尔无源低通滤波器补偿交流输电线路电气距离的方法，属于电力系统电能传输技术领域。本发明通过交流输电线路单位长度电感、电容值及需要补偿的输电线路物理长度，得到所需补偿电气距离的等效电感值、等效电容值；根据贝塞尔结构的无源低通滤波器归一化模型，将等效电感值、等效电容值按比例分布于无源低通滤波器中，实现对工频分量的相应电气距离模拟，且滤波器波阻抗与输电线路波阻抗相同。本发明在截止频率附近不会出现明显振荡，计算简单，节约了时间，能够无损耗通过工频分量。过工频分量。


技术研发人员：曹璞璘 范浩然 王登 束洪春
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2021/9/28