LCC_MMC混合直流输电系统直流侧谐波电流计算.pdf

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1、第３８卷第２３期Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２３２０１４年１２月１０日Ｄｅｃ．１０，２０１４ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１３０６２００１３ＬＣＣ－ＭＭＣ混合直流输电系统直流侧谐波电流计算张哲任，徐政，薛英林（浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市３１００２７）摘要：针对一种在整流侧和逆变侧分别采用电网换相型换流器和模块化多电平换流器（ＭＭＣ）的混合直流输电系统，提出了直流侧谐波电流频率计算方法和完整流程。在整流侧采用三脉动谐波电压源，等效了１２脉动换流器的谐波输出特性；在逆变侧使用电容串联电感的无源结构，作为ＭＭＣ直流侧等效电路；线路参数计算中采用了全相非解耦模型的改

2、进算法。与基于ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ搭建数字仿真模型进行直流侧谐波电流计算结果的比较，验证了提出方法的准确性。关键词：混合高压直流输电；直流线路；谐波电流；计算流程０引言电线路上会产生大量音频范围内的谐波电压和谐波电流。通过容性耦合、感性和阻性耦合，谐波电压和近年来，随着电力电子技术的发展，基于全控型谐波电流会对电信线路中的音频电话回路产生干器件的模块化多电平换流器（ＭＭＣ）极大地促进了［１０］扰，降低通话质量。一般需在直流输电系统的直高压直流输电（ＨＶＤＣ）技术的发展。作为电压源型流侧加装直流滤波器，将音频范围内的干扰控制在换流器（ＶＳＣ）的一种，ＭＭＣ在具有

3、ＶＳＣ所有优势允许水平之内。为了能够合理而有效地配置直流滤的同时，还兼具器件一致触发动态均压要求低、扩展波器，通常需根据工程的实际特性在理论上计算沿性好、开关频率低以及运行损耗低等诸多优势，在新线各点的各次谐波电流，然后折算为等效干扰电流能源并网、改善城市配电以及海岛供电等场合下得［１１］进行衡量。因此，各次谐波电流计算的准确性直［１－４］到了广泛的使用。接关系到滤波器设计的准确性，谐波电流计算也就柔性直流输电应用于远距离、大容量架空线路相应地成为了直流滤波器设计的基础。从理论上来输电的一个主要问题是直流侧故障的自清除问说，可以基于时域仿真软件搭建足够精确的仿真

4、模［５］题，由于目前还没有真正商业化应用的高压大容型，然后计算其谐波电流。尽管该方法可以提供较量直流断路器，柔性直流输电系统在直流侧故障时为精确的计算结果，但是数字仿真需要耗费大量时采用的是跳交流侧开关的方法来清除直流侧故障。间和计算机硬件。考虑到直流滤波器设计必须满足［６－７］根据ＡＢＢ公司在ＣａｐｒｉｖｉＬｉｎｋ工程中的经验，在所有运行工况和功率水平下的谐波特性要求，数这种方法从故障开始到清除故障并恢复到故障前功字仿真并不太适合于此时的谐波电流计算。因此，率水平的时间为１～２ｓ，与传统直流输电处理类似本文针对ＬＣＣ－ＭＭＣ混合直流输电系统，提出了使故障时间为

5、０．５ｓ左右还有差距。为此，文献［８－９］用解析公式计算其直流侧谐波电流的一套完整流提出了一种在整流侧和逆变侧分别采用电网换相型程。然后，基于电磁暂态仿真计算软件ＰＳＣＡＤ／换流器（ＬＣＣ）和ＭＭＣ型换流器的混合式直流输电ＥＭＴＤＣ，搭建相应的数字仿真平台，验证了所提出系统拓扑结构。为了使得这种混合式直流输电系统方法的有效性。具有直流侧故障自清除能力，必须在逆变器直流侧出口处串联单向导通的二极管阀。这种混合结构被１混合直流输电系统的数学模型认为是解决中国远距离、大容量输电问题的一个极以双端单极直流输电系统为例，ＬＣＣ－ＭＭＣ混具竞争力的方案。因此，迫切需要对上述

6、结构的直合直流输电系统的接线如图１所示。图中：Ｕｓｒ，Ｕｓｉ流输电系统设计技术进行研究。分别为整流侧和逆变侧的网侧母线电压；Ｚｓｒ，Ｚｓｉ为正常运行时，由于换流器的非线性特性，直流输交流系统的等值阻抗；Ｔａｒ，Ｔｂｒ为整流侧变压器；Ｔｉ为逆变侧变压器。整流侧由１２脉动换流器构成，逆收稿日期：２０１３－０６－２０；修回日期：２０１４－０６－２３。变侧则由ＭＭＣ构成。Ｄｐ为装设在逆变侧直流母国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目线出口处的大功率二极管阀，用于阻断发生直流故（２０１２ＡＡ０５１７０４）。障时的故障电流通路，正常运行时Ｄｐ可以用一个—６５—２０１４

7、，３８（２３）短路支路等效。阵和并联导纳矩阵。［１５］根据多相耦合线路非解耦模型的推导结果，输电线路的导纳矩阵为：Ｙｓ－ＹｍＹＬ＝［］（８）－ＹｍＹｓ－１－１（Γｌ）ｃｏｓｈ（Γｌ）（９）Ｙｓ＝ＺΓｓｉｎｈ－１－１（Γｌ）（１０）Ｙｍ＝ＺΓｓｉｎｈ图１混合直流输电系统拓扑结构式中：Ｙｓ，Ｙｍ分别为对应多相耦合输电线路的自导Ｆｉｇ．１ＴｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｈｙｂｒｉｄＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍ纳矩阵和互导纳矩阵；ｌ为线路长度。１．１整流侧换流器的数学模型２混合直流输电系统直流侧谐波电流的计参考现有ＬＣＣ－ＨＶＤＣ工程，整流侧采用１２脉算方法动换流

8、器。稳态运行状态下，整流