含多电压源型换流器配网谐振特性及抑制策略研究

发布时间：2017-06-07 01:10

  本文关键词：含多电压源型换流器配网谐振特性及抑制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)属于典型的非线性电力电子装置,不仅在正常工况下产生高次特征谐波,也会在非正常工况下产生低次非特征谐波,谐波成分非常复杂。现代电网中VSC的使用越来越广泛,将使得谐波问题呈现出新的特性。与此同时,现代电网中电缆、无功补偿装置和VSC中LCL滤波器的大量使用,使得电网的谐振特性发生了显著的变化,从而增大了谐振的风险。因此围绕含多VSC配网谐振特性及其抑制策略开展研究,对避免现代电网的谐振发生和VSC的推广应用具有重要意义。首先,本文在VSC序分量动态向量谐波分析模型的基础上,将谐波分析问题转化为线性代数方程求解问题,并应用稀疏矢量法进行求解。通过将稀疏矢量法中的前推和回代过程与VSC交直流侧相互作用关联,用赋权有向因子图表示求解道路树,从而用图的形式直观全面的描述了VSC交直流侧各次谐波的相互作用关系及强度,揭示了VSC谐波产生的机理,并验证了相互作用的相对独立性。其次,针对含多VSC配网高频谐振问题,建立了VSC的高次谐波等值电路模型,从而得到了含多VSC配网的高次谐波等值电路模型。通过系统侧和VSC侧端口阻抗的频率特性分析,得到了含多VSC配网的高频谐振特性,并进一步研究了系统阻抗、无功补偿容量、VSC台数和滤波器形式对高频谐振特性的影响。然后,针对含多VSC配网的低频谐振问题,建立了VSC的低次谐波等值电路模型,从而得到了含多VSC配网的低次谐波等值电路模型。通过计算系统侧和VSC侧端口阻抗的频率特性,得到了含多VSC配网的低频谐振特性,并重点分析了背景谐波和三相不平衡引起的低频谐振问题。最后,在谐波特性分析的基础上,从改变系统谐振点方面,提出了系统参数的配置原则;从消除谐波源方面,提出了采用载波相位协调法抑制高次谐振问题和采用负序补偿调制法抑制3次谐振问题。本文在一定假设条件下,得到了含多VSC配网高频和低频谐振特性及其影响因素,给出了谐振抑制策略,为多VSC配网谐振问题研究提供了理论基础和研究方法。
【关键词】：配电网 电压源型换流器 谐波 序分量动态向量法 谐振
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46;TM761
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 论文背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第二章 电压源型换流器谐波产生机理16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 谐波分析模型的稀疏矢量求解16-18
• 2.3 谐波产生机理18-22
• 2.3.1 交流侧系统基波电压不对称18-20
• 2.3.2 交流侧系统含3次背景电压谐波20-22
• 2.4 仿真验证22-25
• 2.4.1 交流侧系统基波电压不对称22-23
• 2.4.2 交流侧系统含3次背景电压谐波23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 含多VSC配网高频谐振特性分析26-47
• 3.1 引言26
• 3.2 VSC高次谐波等值电路26-28
• 3.3 含多VSC配网高次谐波等值电路28-30
• 3.4 含多VSC配网高频谐振特性分析30-41
• 3.4.1 含多VSC配网高频谐振特性30-33
• 3.4.2 C_s对高频谐振特性的影响33-34
• 3.4.3 L_s对高频谐振特性的影响34-36
• 3.4.4 VSC台数对高频谐振特性的影响36-39
• 3.4.5 采用LCL滤波器对高次谐振特性的影响39-41
• 3.5 仿真验证41-45
• 3.5.1 VSC开关频率对高频谐振的影响41-42
• 3.5.2 系统参数对高频谐振的影响42-43
• 3.5.3 VSC台数对高频谐振的影响43-44
• 3.5.4 LCL滤波器对高频谐振的影响44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 含多VSC配网低频谐振特性分析47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 VSC低次谐波等值电路47-48
• 4.3 含多VSC配网低频谐振特性分析48-56
• 4.3.1 含多VSC配网低频谐振特性48-50
• 4.3.2 C_s对低频谐振特性的影响50-52
• 4.3.3 L_s对低频谐振特性的影响52-53
• 4.3.4 VSC台数对于谐振的影响53-54
• 4.3.5 采用LCL滤波器对低频谐振特性的影响54-56
• 4.4 仿真验证56-57
• 4.4.1 背景谐波下的低频谐振56
• 4.4.2 三相不平衡下的低频谐振56-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 含多VSC配网谐波抑制策略59-64
• 5.1 引言59
• 5.2 系统参数配置59-60
• 5.2.1 开关频率配置59
• 5.2.2 无功补偿容量配置59-60
• 5.2.3 滤波器参数配置60
• 5.3 载波相位协调法60-61
• 5.4 负序补偿谐波抑制法61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论与展望64-66
• 1. 主要结论64-65
• 2. 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见72

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