多桥换流器高压直流输电送端谐波不稳定分析与抑制

发布时间：2019-10-10 16:42

【摘要】：针对多桥换流器高压直流输电系统送端换流站不同工况直流偏磁下谐波不稳定问题,基于单桥6脉波换流器的开关函数和调制理论,考虑换流变压器的叠加特性,得到不同工况下多桥换流器数学模型。在此数学模型基础上,分析了谐波在交直流侧的相互调制,推导出了不同工况下多桥换流器的谐波放大倍数及谐波不稳定的定量判据,并且综合分析影响判据的多种因素,提出了通过合理设计交直流系统阻抗以及合理安排系统的运行工况从而提高系统谐波稳定性的有效措施。最后,在PSCAD中构建了多桥换流器高压直流输电系统电磁暂态仿真模型进行验证,仿真结果验证了所述措施的正确性与有效性。
【图文】：

直流偏磁。故障设置的时序为１ｓ时线路注入基频电流，持续０．１ｓ后切除故障。３．２阻抗比值对谐波的影响本算例中用单极单１２脉波换流器进行验证。电感参数Ｌ２分别设置为７５０ｍＨ和５５０ｍＨ。在模型中对谐波阻抗进行扫描［１７］，直流基频阻抗分别为５２．９４Ω和１１５Ω，交流二次谐波阻抗为１５．１６Ω。根据式（２７）和式（２９）可得２个算例的判据值分别为６．９１和０．９６。对仿真结果进行快速傅里叶变换（ＦＦＴ）分析，如图１所示。图１不同阻抗比值算例仿真Ｆｉｇ．１Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｒａｔｉｏｓ在谐波注入后，判据值大的系统交流侧二次谐波电压逐渐增加，判据值小的系统交流侧二次谐波电压逐渐减小，这与本文推导过程及判据相符合。３．３单极和双极系统谐波稳定性用单极单１２脉波换流器和双极单１２脉波换流器进行验证。２个模型输送功率相同，直流线路电感Ｌ２设置为５５０ｍＨ，对仿真结果进行ＦＦＴ分析，如图２所示。在１ｓ时向系统直流侧中注入基频谐波电流，系统交流侧二次谐波增大。对有抑制措施的系统，２ｓ时系统从双极运行方式切换到单极运行方式［１８］，谐波逐渐减小，６ｓ时系统重合闸恢复双极运行方式，系统恢复稳定运行。对没有谐波抑制措施的系统，二次谐波电压逐渐增大，发生谐波振荡。图２单极和双极换流器算例仿真Ｆｉｇ．２Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｏｌｅａｎｄｂｉｐｏｌａｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒ３．４单极单１２脉波换

分析，如图１所示。图１不同阻抗比值算例仿真Ｆｉｇ．１Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｒａｔｉｏｓ在谐波注入后，判据值大的系统交流侧二次谐波电压逐渐增加，，判据值小的系统交流侧二次谐波电压逐渐减小，这与本文推导过程及判据相符合。３．３单极和双极系统谐波稳定性用单极单１２脉波换流器和双极单１２脉波换流器进行验证。２个模型输送功率相同，直流线路电感Ｌ２设置为５５０ｍＨ，对仿真结果进行ＦＦＴ分析，如图２所示。在１ｓ时向系统直流侧中注入基频谐波电流，系统交流侧二次谐波增大。对有抑制措施的系统，２ｓ时系统从双极运行方式切换到单极运行方式［１８］，谐波逐渐减小，６ｓ时系统重合闸恢复双极运行方式，系统恢复稳定运行。对没有谐波抑制措施的系统，二次谐波电压逐渐增大，发生谐波振荡。图２单极和双极换流器算例仿真Ｆｉｇ．２Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｏｌｅａｎｄｂｉｐｏｌａｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒ３．４单极单１２脉波换流器与单极双１２脉波换流器谐波稳定性用单极单１２脉波换流器与单极双１２脉波换流器进行验证。２个模型输送功率相同，直流线路电感Ｌ２设置为１５０ｍＨ，所得换流器交流母线二次谐波电压仿真结果如图３所示。图３单脉波和双脉波换流器算例仿真Ｆｉｇ．３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｕｌｓｅａｎｄｄｏｕｂｌｅ－ｐｕｌｓｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ在１ｓ时向系统直流侧中注入基频谐波电流，系统交流侧二次谐波增大。对于有抑制措施的
【作者单位】： 四川大学电气信息学院;
【基金】：四川省科技厅重点研发项目(2017GZ0054)~~
【分类号】：TM46;TM721.1

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本文编号：2547258