新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析

《新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析称的交流电源用正序和负序电压表示，用傅里叶分析方法计算了正序和负序电压传递到直流侧的谐波电压的规律，将这一理论应用到基于感应滤波的直流输电系统，计算在交流系统故障时，直流侧电压谐波的数学表达式，比较在同样的交流系统故障条件下，基于感应滤波的直流输电系统在抑制直流侧谐波幅值方面优于传统的直流输电系统，最后参考实验室基于感应滤波的直流输电系统模型，对输电系统在交流系统故障下的直流电压谐波进行了动模实验.结果表明，由于在感应滤波换流变压器的第三绕组接入2，11，13次LC滤波器，使直流电压中含量高的低

2、次谐波大大减少，直流输电系统谐波不稳定得到一定的抑制.　　关键词：直流输电；感应滤波换流变压器；谐波不稳定；正序负序　　：TM721：A　　　　高压直流输电系统中，当交流系统不对称且触发脉冲相位间隔不相等时，换流器产生的低次非特征谐波电流将流入交流系统，如果交流系统的非特征谐波阻抗较大，有可能通过AC/DC的正反馈作用，造成互补谐振，引起谐波不稳定，使直流侧的电压和电流发生摆动，交流系统电压畸变，以至于系统不能正常工作.研究高压直流输电系统的谐波不稳定的文献[1]建立了电磁暂态仿真模型，分析了交流系统与直流线路之间的谐波不

3、稳定，但没有对发生谐波不稳定的机理进行分析.文献[2]分析了谐波不稳定的主要原因是交直流谐振频率和交流系统短路比，在弱交流系统下，如果交直流系统满足频率互补的关系，则极有可能发生谐波不稳定现象.文献[3]用开关函数模型计算了当交流系统不对称时换流器交直流侧的等值谐波阻抗，指出谐波阻抗是研究系统谐波不稳定的关键因数.对上述文献进行综合分析，可以得出交流系统不对称是引起谐波不稳定的主要起因.交流系统不对称直接引起换流阀导通时间的偏移，换相角不相等，以及包括换流器、变压器在内的交直流系统的等值谐波阻抗的大小发生变化，而这些是引起谐波

4、谐振的关键因素.目前，抑制非特征谐波不稳定的主要措施是：1)在换流母线上安装滤除非特征低次谐波的LC滤波器；2)采用基于电压源换流器的VSCHVDC高压直流输电系统.第一种措施不足之处是存在经济和可靠性的问题.第二种措施不足之处是VSCHVDC本身的局限性，不能应用于大容量的高压直流输电系统.本文提出一种基于感应滤波的直流输电系统拓扑结构，利用这种感应滤波技术的换流变压器的优点是能降低变压器的振动和噪声，提高直流输电的效率，降低换流变压器的容量，改善无源滤波器的滤波效果，减少换流变压器的直流偏磁[4-10].本文对

5、基于感应滤波的直流输电系统在交流系统出现单相接地故障时，用傅里叶分析对交流系统的正序电压，负序电压在直流侧产生的谐波电压进行了计算和分析.从机理上计算了谐波从交流侧传递到直流侧的规律.最后，利用实验室的基于感应滤波的直流输电系统和传统的直流输电系统进行了模拟运行.得出基于感应滤波的直流输电系统比传统的直流输电系统在抑制谐波不稳定方面具有优势.本文的计算方法为进一步研究高压直流输电系统的故障特性，交直流输电系统的无功功率模型，计算直流侧的无功功率提供了理论依据.　　3结论　　本文采用傅里叶分析方法，计算了当交流电源发生单相接地故障时

6、，基于感应滤波的直流输电系统整流站直流侧的谐波电压.结果表明：　　1)采用正序和负序分别计算交流换相电压传递到直流侧的电压谐波情况，能反映谐波传递的机理.正序电压传递到直流侧产生的是次数减1的谐波电压，负序谐波电压传递到直流侧产生的是次数加1的谐波电压.2次谐波，在直流侧产生11，13次含量大的特征谐波，基波负序在直流侧产生2次谐波；　　2)感应滤波换流变压器代替传统的换流变压器，在滤波绕组接入11、13次，2次LC滤波器后，在交流系统故障时，能使换流电压的跌落值降低，并且经过滤波器的短路作用，使交流侧含量大的2次谐波减少80%，

7、避免了低次谐波发生谐波不稳定.　　3)直流侧电压的谐波准确计算，对整流电路的无功计算具有指导意义.　　称的交流电源用正序和负序电压表示，用傅里叶分析方法计算了正序和负序电压传递到直流侧的谐波电压的规律，将这一理论应用到基于感应滤波的直流输电系统，计算在交流系统故障时，直流侧电压谐波的数学表达式，比较在同样的交流系统故障条件下，基于感应滤波的直流输电系统在抑制直流侧谐波幅值方面优于传统的直流输电系统，最后参考实验室基于感应滤波的直流输电系统模型，对输电系统在交流系统故障下的直流电压谐波进行了动模实验.结果表明，由于在感应滤波换流变压

8、器的第三绕组接入2，11，13次LC滤波器，使直流电压中含量高的低次谐波大大减少，直流输电系统谐波不稳定得到一定的抑制.　　关键词：直流输电；感应滤波换流变压器；谐波不稳定；正序负序　　：TM721：A　　　　高