孤岛方式下MMC长电缆连接点的高次谐波测试

发布时间：2020-12-13 09:02

　　MMC是柔性直流配网与交流电网电能转换的核心设备。对变流器交流并网点开展电能质量测试,验证了正常运行下变流器波形质量良好。但孤岛模式弱电网运行条件下,经长距离电缆并网的交流并网点存在超高次谐波谐振现象,并严重劣化了电压波形。本文建立了变流器-长电缆-负载的小系统数学模型,对高频谐波传导的内在机理进行研究。使用Numpy、Scipy等Python开源软件包进行数值分析,论证发生高频谐振的必要前提条件是弱电网,推导了求解固有谐振频率长缆弱网特征方程;得到随着电缆长度增加、桥臂电抗器阻抗增加谐振频率降低等规律;理论计算结果与现场实测结果基本一致。建议长电缆并网的MMC换流器宜在电缆对侧加装高频滤波器抑制弱电网运行的谐波放大。 

【文章来源】：电力电容器与无功补偿. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

柔性直流配电网的一次接线图

联网方式和电网背景测试中，10 k V母线的谐波电压指标均未见异常。但在孤岛方式下，无论是XW变还是CZ变，10 kV母线的电压试验波形均明显畸变。长电缆连接点处的电压测试波形见图2，从图2看，CZ变10 kV母线电压的畸变波形毛刺更密集。孤岛试验、电压测试频谱见图3,CZ变10 kV母线的41-49次谐波含量较大，其中43次（4.13%）、45次（4.62%）、47次（7.81%）和49次（5.92%）谐波均超过了国家标准规定的限值3.20%，尤其以47次谐波超标最为严重；XW变10 kV母线的23-29次谐波含量较大，其中25次（3.79%）和29次（6.08%）谐波均超过了国家标准规定的限值3.20%，并且29次谐波超标严重。

孤岛试验、电压测试频谱见图3,CZ变10 kV母线的41-49次谐波含量较大，其中43次（4.13%）、45次（4.62%）、47次（7.81%）和49次（5.92%）谐波均超过了国家标准规定的限值3.20%，尤其以47次谐波超标最为严重；XW变10 kV母线的23-29次谐波含量较大，其中25次（3.79%）和29次（6.08%）谐波均超过了国家标准规定的限值3.20%，并且29次谐波超标严重。CZ变和XW变的谐波频谱形状均类似簇型，即特征频谱为多根频率相近的奇数次谱线，簇频谱带宽400～450 Hz左右。CZ变谐波频谱集中于41-49次范围内的谐波簇，中心频率47次；XW变谐波频谱集中于25-31次谐波簇，中心频率为29次。即CZ变的谐波簇中心频域要高于XW变，CZ变特征谐波频谱已处于超高次谐波频段，CZ变和XW变弧岛方式现场测试结果见表3、表4。

【参考文献】：
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本文编号：2914289