邻近直流输电落点的城市电网谐波传导特性分析

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1、2015年第5期上海电力9邻近直流输电落点的城市电网谐波传导特性分析陈甜甜，潘爱强，罗棱，金家培(国网上海市电力公司电力科学研究院，上海200437)摘要：根据交直流互联电网出现的直流落点谐波从高电压级向低电压级的传导过程和低电压级非线性负荷谐波向高电压级的扩散过程的不同，提出了一种基于等效注入电流的城市电网谐波传导特性分析方法，将两种情况下的谐波电流在谐波国标框架下统一，得出一致行为评价。注意到城市电网电缆大量使用带来的高次谐波放大，提出潮流谐波比作为输送单位基波潮流的谐波含量评价指标，用以评价由电网参数变化以

2、及电缆使用带来的谐波变化。应用所提方法计算了在某直流落点从500kV变电站到l0kV母线谐波传导过程，并与实测数据相比较，揭示了谐波从高电压级向低电压级的传导规律和分析了城市电网电缆使用引起的谐波放大，验证了方法的有效性。关键词：谐波；等效注入；潮流谐波比；传导特性；感容耦合中图分类号：TM727；TM714文献标志码：A型网络参数进行计算，确定高压系统的谐波电压O引言限值。谐波电压限值不能体现按容量分摊的责任随着电力电子技术在电力系统中的大量使原则。此外，这些文献缺少对谐波在城市电网传用，引起公用电网产生谐波污

3、染问题。城市电网导过程中出现的放大问题以及影响谐波传导的主的谐波具有双向传导的性质，即低电压级的非线要因素的分析。性负荷产生的谐波向高电压级的扩散和高电压级在对长距离输电线的谐波传导规律分析中，的谐波源产生的谐波向低电压级的传导。直流落文献[8一l0]使用谐波电流放大倍数进行谐波传播点的谐波具有由高电压级向低电压级传导的特分析。其中文献[8，9]采用了分布参数模型，分征。经过滤波器抑制后在公共联接点是符合谐波析了线路模型、线路参数、线路终端负载、谐波次国标的，但电网结构的影响，尤其是电缆对地电容数以及传输距离对谐

4、波传递系数的影响。由于高在电网中的感容耦合易产生高次谐波放大，从而电压等级的电缆较架空线而言，对地电容更大，会影响谐波传导过程。更容易产生谐振问题¨卜。因此分析电缆和架目前关于谐波在电网中的传播研究方法主要空线这2种情况下谐波传导的特殊性具有重要意围绕确定高压系统的谐波电压总畸变率和谐波电义。压限值来展开一。文献[1，2]建立了电力系统交直流互联系统的接人使谐波具有从高电压高压到低压之间的谐波渗透模型，定义相邻电压等级向低电压等级逐级传导的特征，这与低电压等级之间的谐波电压比值为电压渗透系数，以此级扩散到高电压级

5、的谐波不同，不能直接用谐波为基础，确定高压系统的谐波电压限值。文献国标(GB／T14549-1993电能质量公用电网谐[3]通过计算各系统之间的谐波电压传递系数，波)注入谐波电流大小评价其作用。指出500kV和220kV系统之问的谐波渗透关系针对这一问题，提出一种基于等效注入电流不符合传统的渗透规律。文献[5]提出了相邻各的城市电网谐波传导特性分析方法，将高电压级电压等级的总谐波畸变率限值的计算式，给出了注入低电压级的谐波电流按等效原理转换为谐波500kV和220kV电压等级总谐波畸变率和谐波国标框架下的注入公共

6、联接点谐波电流，并与国电流限值，沿用了谐波国标下对谐波电流允许值标注人谐波电流允许值比较，以评价其影响程度。的定义。文献[6]使用谐波综合渗透系数总体评提出潮流谐波比指标评价城市电网各支路传输功价谐波在不同电压等级之间的渗透情况。这些指率不同时，电缆大量使用带来的谐波放大的影响。标分析谐波传播主要是以畸变率为中心，采用典所提方法计算了邻近直流落点某个城市局部电网10上海电力2015年第5期从500kV向10kV的谐波传导过程，并和实测数1．2不同电压等级谐波传导机理据相比较，证实了方法的有效性。当谐波在电网不同层

7、级传播时，谐波电流分配会发生变化。如图2所示，只考虑节点i的直1谐波传导机理流侧谐波源与节点J的非线性负荷谐波源在这两1．1同一公共联接点谐波传导机理个节点的作用，可用谐波阻抗方程表示如图1所示，，为系统侧谐波源，可视为高压侧流向低压侧公共联接点的谐波电流。为用户∞㈩侧谐波源。为可量测谐波电流，无论是来自系则直流侧谐波源单独作用在节点J的谐波电统侧还是用户侧¨’，]。假设。。为单独作用的压是=z，，其等效于用户侧注入电流jr的作结果，，。为可测电流，则有用Iol=Uol／Z(1)假设为非线性负荷单独作用的结果，：

8、(5)，。为可测电流是，则有实际流向节点的线性负荷的电流为Io2=Uo2／Z(2)由于fz。I>>lZI，即用户谐波阻抗幅值远=1Z孽(6)L大于系统谐波阻抗幅值(不考虑滤波器作用)，因式中——节点的线性负荷的等值谐波阻抗。此产生同样谐波电压时，系统侧注入公共联接点由于通常IZI>>Il，因此>>，，，能谐波电流远小于非线性负荷注入公共联接点在现场测量到。于是产生假象：当