调制理论在交直流输电系统谐波分析中的应用.pdf

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1、第33卷第1l期华电技术V01．33No．1l2011年11月HuadianTechnologyNOV．20ll调制理论在交直流输电系统谐波分析中的应用梁继云，康积涛(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：电力系统中电子器件的应用，特别是高压直流输电技术在电力系统中的应用，使得对其谐波的分析理论和方法变得非常重要。在比较相关方法的基础上，重点对调制理论的原理和此原理在谐波分析及计算方面的应用进行了论述，总结了其优、缺点，最后对其发展方向进行了展望。关键词：高压直流输电；调制理论；非线性系统；谐波分析；电力系统中图分类号：TM71文献标志

2、码：A文章编号：1674—1951(2011)11—0052—02波相互作用进行很好的模拟，而且概念清晰、模型简0引言单，尤其适用于多个谐波源相互作用的系统。高压直流输电以它在输电和联网能力等方面的非线性器件的伏安特性，可用非线性函数表示优点而被广泛应用到电力输电系统中。随着电力电i=I厂(／Z)，(1)子器件在直流输电系统中的应用，非线性元件在运式中：“=EQ+Ml+M2；o为静态工作点；Ml，M2为行中会产生各种谐波，由于越来越多的高压直流输输入电压；i为流过非线性器件的电流。用泰勒级数电系统投入运行，我国将形成复杂的大规模交直流将上式展开，可得混

3、合输电系统，它具有远距离、容量大和输电灵活等i=00+r王1(}上1+l上2)+0,2(1上l+I／,2)+⋯+特点，同时存在稳定性、可靠性和复杂性等诸多问。(1+“2)=∑0(“l+u2)。(2)题，交直流系统之间谐波的相互作用将变得异常复杂。所以，研究交直流混合输电中的谐波产生机制Ⅱ为各次方项系数，这里不再展开。若作用在和相互作用过程，对于电力系统稳定控制和后期的非线性器件上的2个信号均为正弦信号且频率分别谐波抑制都具有重要意义。为，则对式(2)进行化简，可得结果所包含的频目前，国内、外还没有形成一套能够全面分析多率次数l±I(p和q为正整数)。若

4、作用在非谐波源系统特性的理论，研究高压直流输电谐波方线性器件上的信号不止2个，则可得到更为丰富的法目前主要分为时域解法和频域解法。时域解法包频谱。括谐波潮流法、时域仿真软件(EMTDC，EMTP，NE—此理论作用在直流输电中，把换流器看作是非TOMAC等)能对换流站的换流过程进行详细计算线性器件，即可得出直流侧频率特性。以常用的两仿真，但对谐波间产生和相互影响机制的揭示不够；端系统为例(如图1所示)，分别为两侧交流系频域算法包括调制理论频域法、迭代谐波分析法统的基波频率，得到直流侧的频率为lpmf,4-qI。(IHA)、谐波域分析法(HAD)，能同时考

5、虑到换流式中：P为脉冲数，加入此数是由交直流输电中交流器的非平衡情况及其之问的相互作用、触发角和换侧到直流侧的电流变化规律所决定的。相角的变化等因素，适用于非理想情况建模，但容易形成维数灾。因此，寻找一种简单、有效的分析方法分析谐波，以便采取措施治理谐波，具有很好的理论和现实意义。图1直流输电系统1调制理论的原理2调制理论应用该方法是把调制的概念应用到换流器换流中，2．1谐波计算把换流器用调制开关来替代模拟交直流系统，经换在图1所示的直流输电系统中，交流侧与直流流器的非线性过程，它可以对谐波的产生过程和谐侧的电压和电流关系为U扎eaS+bI1+eS，收

6、稿日期：2011—06—26第ll期梁继云，等：调制理论在交直流输电系统谐波分析中的应用·53·侧交流系统在直流侧的响应，三是整流侧和逆变侧{fa⋯ib=idS在直流侧的互调产物。应用互调理论还可分析整流【i：ibSi侧和逆变侧的谐波成分。式中：。为直流电压；e，e，e为换流站交流母线2．3谐波不稳定谐波不稳定现象主要表现为换流站交流母线电电压瞬时值；i为直流电流瞬时值；Js，Js，Js和5Si分别为电压调制函数和电流调制函数。调制压严重畸变，从而导致直流输电系统运行困难甚至函数可以根据调制过程的变换关系利用傅里叶级数系统关闭。在实际高压直流输电工程中

7、发生谐波不表示。稳定现象时，由换流变压器铁芯饱和引起的谐波不稳定和交直流侧互补谐振往往同时存在。计算谐波的步骤为：(1)利用调制关系计算直流侧电压Ua；利用调制理论中的开关函数可以对换流器的直(2)利用直流侧的等效时变阻抗和谐波阻抗矩流等值阻抗和交流等值阻抗进行等效计算，通过阻抗频率特性可对谐波不稳定进行分析。阵计算直流电流i；(3)N用调制关系计算交流电流瞬时值i，i，；3多谐波源电网中的应用(4)利用交流侧谐波阻抗矩阵计算交流侧电我国直流输电的建设规划会带来多谐波源相互压。文献[4]把迭代方法加入其中，使计算更精确，作用的情况，而不再是单一的谐波源

8、，因此，对其多但只能对特征谐波进行计算。谐波源的谐波分析方法有必要进行讨论。统一潮流2．2谐波