特高压直流对交流系统背景谐波的影响分析

以哈密-郑州特高压直流系统工程郑州换流站的背景谐波计算为背景,以分析特高压直流系统对交流系统背景谐波放大特性的影响为目的,利用开关函数法推导了正常运行模式下双十二脉动串联特高压直流系统在交直流混联系统中背景谐波的计算阻抗模型,可以分析直流系统接入交流系统后对原系统中背景谐波放大特性的影响。在计算过程中,由于对侧哈密换流站会对直流线路阻抗产生影响,本文使用一种平均阻抗的方法推导了其对直流线路阻抗影响的计算公式。最后利用哈密-郑州特高压直流系统设计参数以及河南电网典型系统短路阻抗在PSCAD中搭建仿真模型,验证了上述方法的正确性。     

±800kV向家坝——上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案，直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上，采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化，等值中考虑的最严重运行方式为N-2方式，并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。     

特高压交流系统三绕组自耦变压器非线性模型的研究

建立精确的自耦变压器非线性模型是对1000kV交流输电系统谐波特性进行仿真分析的基础。本文基于单相三绕组自耦变压器的电磁关系,充分考虑激磁阻抗的影响,提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相三绕组自耦变压器的非线性模型,然后分别引入ir-u和il-u瞬时特性曲线来求解激磁阻抗,并详细介绍了曲线的数值模拟方法。结合我国晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程中的主变参数在PSCAD/EMTDC中进行了建模和仿真,证明所建立的模型能够比较准确地反映自耦变压器的饱和特性,为搭建完整的1000kV交流输电系统仿真模型和进行其谐波特性分析提供了必要条件。     

高压直流换流站换流系统宽频建模研究

高压直流(high voltage DC,HVDC)换流站电磁骚扰主要由阀体内的晶闸管在周期性的导通和关断过程中产生。该骚扰中的高频分量通过辐射和传导2种形式可能会对换流站内的通讯设备、保护与控制系统和载波系统以及换流站附近的无线电台站等产生影响,所以,建立换流系统的宽频等效电路模型对该骚扰进行计算和预测,研究其时频特性是进行干扰机理分析的前提条件。该文给出了HVDC换流站各主要设备的建模方法及其等效电路,包括阀组件、换流变压器、平波电抗器、滤波器等。其中,阀组件内各元件的阻抗通过网络分析仪测量,然后通过矢量匹配进行零极点提取,最后通过布隆法进行网络综合得到阀组件各器件的宽频等效电路。应用有限元方法计算了阀塔以及散热片的寄生电容参数。以阀塔作为整体,基于PSCAD/EMTDC建立了HVDC换流站换流系统宽频仿真模型。在此基础上,研究了传导电磁骚扰特性。计算结果和测量结果的比较,验证了该文建模方法的正确性。     

高压直流换流站中换流阀传导骚扰时域仿真分析

换流站中换流阀的周期性导通和关断过程会产生宽频量等二次系统产生传导电磁骚扰。采用基于时域宽频等值电路的仿真计算方法,对换流站稳态运行过程、传导骚扰产生和传播过程统一进行仿真分析,充分考虑工作状态、器件特性对传导骚扰特性的影响。提出了关键设备的宽频等值电路模型,用宏模型模拟骚扰源特性,所有模型均同时考虑了设备的工频和高频特性,采用与设备规范和标准试验相配合的参数提取方法,适用于系统级全波电磁分析。通过现场试验验证了该方法的正确性,并定量评估了贵广II回±500kV换流站换流回路的电磁骚扰水平。     

±800 kV向家坝—上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案，直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上，采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化，等值中考虑的最严重运行方式为N&;#61485;2方式，并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。     

三相LCL型逆变器序阻抗简化建模方法及并网稳定性分析

随着分布式电源大量接入电网,配电网呈现明显的电力电子化趋势。作为功率变换接口的逆变器,其与电网的交互稳定性问题不可忽视。对三相并网逆变器进行合理的阻抗建模是分析并网系统稳定性和谐振特性的前提,谐波线性化方法作为物理意义明确的阻抗建模方法受到广泛关注。以三相LCL型逆变器为研究对象,建立了典型锁相环的谐波线性化模型,获得了表征频率耦合效应的阻抗矩阵。基于此,提出一种谐波线性化简化建模方法,对采用典型电容电流反馈控制策略的三相LCL型逆变器进行了阻抗建模。进一步,计及电网阻抗与逆变器阻抗矩阵的交互作用,对多输入多输出系统模型进行变换,获得了适用于稳定性判据的单输入单输出正负序阻抗模型。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提谐波线性化简化建模方法及相应阻抗模型的准确性和其用于稳定性分析的有效性。     

基于改进协方差特性的永磁直驱风电场谐波发射水平评估

风机滤波器在某些谐波频率呈现低阻抗,估计谐波发射水平误差大,因此提出基于改进协方差特性估计永磁直驱风电场谐波发射水平的方法。根据风机滤波器和风电场网络结构,聚合各元件阻抗用于简化永磁直驱风电场侧附加谐波阻抗计算。在此基础上,利用改进协方差特性建立了公共连接点处谐波电压和电流的偏差量与系统侧和风电场侧的谐波阻抗的表达式,得到系统谐波阻抗,进而求出谐波发射水平。该方法克服了公共连接点处谐波电流与背景谐波相关性带来的误差。仿真分析和实测数据计算验证了所提方法的有效性。     

适用于谐波测量的CVT宽频传输特性测试方法

介绍了电容式电压互感器CVT散射参数测试方法以及对CVT一次侧施加浪涌脉冲信号获得频域特性的脉冲测试方法,详细描述了适用于谐波测量的高压谐波测试方法和在线谐波宽频特性测试方法,综合分析了每种方法的特点以及应用范围.研究结果表明,散射参数法适用于电磁兼容分析时测量CVT的宽频传输特性;而对于宽频段谐波测量,高压谐波测试法...     

含滤波器的多换流站谐波阻抗模型与谐波交互影响研究

当多个换流站位于相邻交流电网时,换流站之间电气距离较小,一些特定的交流滤波器组合投切方式可能会引发换流站之间谐波电流的交互影响。基于谐波阻抗方法定义了换流站谐波电流影响系数,用于计算换流站之间谐波电流的交互影响程度。以银川东站与灵州站构成的多换流站系统为例,搭建含有交流滤波器的谐波阻抗模型,针对特征谐波,计算谐波电流影响系数,分析了交流滤波器组合投切对银川东站、灵州站谐波电流交互作用的影响。结果显示11、13次谐波电流的交互影响较小,23、25次谐波电流的交互影响较大,且特定滤波器的投切会造成各换流站交流母线谐波电流的明显变化。最后,建立PSCAD电磁暂态仿真模型,对上述分析结果进行了验证。     

德阳换流站谐波稳定性分析

针对直流换流站中换流器的非线性所引发的谐波稳定问题,在根据德阳换流站实际设备情况的基础上建立仿真模型,通过戴维南等值定理等值简化,利用系统短路比的变化对德阳换流站谐波不稳定的主要影响因素进行分析,得出交流侧电压电流二次谐波含量变化对德阳换流站可能存在的谐波不稳定起主导作用的结论.     

特高压直流换流站交流滤波器组对电网谐波的影响分析

特高压直流换流站配置的交流滤波器兼具特征谐波滤除和无功补偿功能,但其易与电网背景谐波阻抗相互作用导致低次谐波放大现象。交流电网谐波阻抗的获取是交直流系统谐波特性分析及交流滤波器设计配置的基础。文中根据电网谐波阻抗特性较为复杂,难以建模计算的特点,提出了一种基于换流站不同运行工况的500 kV交流电网背景谐波阻抗实用估算方法;定义了交流滤波器组谐波增益指标,通过该指标分析了特高压直流换流站交流滤波器组对电网低次谐波的放大机理;研究了交流滤波器参数与放大作用间的关系,提出了2种交流滤波器的改造方案。最后,以绍兴换流站测试数据为例,结合电网背景谐波阻抗估算结果,对其5次谐波放大问题进行了理论分析,并对交流滤波器改造方案进行了探讨。     

光伏电站多逆变器并网系统输出谐波研究

针对多台逆变器并联在同一公共连接点接入电网引起的谐波问题进行了研究。建立了多逆变器光伏并网系统的单台和多台逆变器小信号等效模型。推导出逆变器、PWM开关谐波源和电网的等效阻抗传递函数,通过Bode图分析逆变器、PWM开关谐波源的等效输出阻抗幅频特性和相频特性。应用Matlab/Simulink对35 kV光伏电站多逆变器并网系统在不同工况下进行谐波分析。仿真结果表明:并网逆变器台数越多,PCC处电流谐波畸变率越大,但主要为低次谐波,高次谐波含量较少,验证了建立的小信号模型的有效性。     

基于宽频带转子附加阻尼的双馈型风机次同步振荡抑制策略

针对双馈型风电场并网引发的次同步振荡问题进行了研究,建立了双馈电机以及变流器的等效模型。基于动态等值阻抗解析式分析了并网阻抗特性的关键影响因素。结果表明控制器转子侧内环增益对次同步频带阻抗特性影响较大。在此基础上,提出了一种基于宽频带转子附加阻尼控制的次同步振荡抑制措施。该抑制措施实施于双馈型风机转子侧变流器控制中,无须附加装置,利于工程实现。最后,通过时域仿真验证了该抑制措施的有效性以及在暂态工况下的适用性。     

考虑两端换流器影响的直流输电系统谐波不稳定风险评估

在高压直流输电系统中,当直流系统与弱交流系统相连时,会存在谐波不稳定风险。针对单极12脉动换流器,基于换流器开关函数调制理论,提出在换流变压器铁芯饱和情况下,考虑两端换流器影响的高压直流输电系统谐波不稳定风险评估方法。该评估方法计及了换流器换相过程的换相角、两端交流系统与直流系统间的相互影响。在计算直流系统等值谐波阻抗时,计及了两端换流器的换相阻抗。建立验证模型,在不同的网络参数下利用已有判据和所提判据分别进行判断,并都与时域仿真结果相对比,对比结果验证了所提评估方法的准确性与优越性。仿真结果进一步表明,系统谐波阻抗值、换相角、铁芯饱和程度等均会对系统的谐波不稳定造成影响。     

特高压直流换流站二次设备回路传导电压干扰特性研究

准确分析特高压直流换流站二次设备回路电磁干扰特性是制定相关防护措施的前提和依据。文中以某±800 kV特高压直流输电工程为对象,分别建立了换流阀、换流变、平波电抗器等一次回路元件的宽频等效模型,进而得出了一次回路传导电压干扰特性,再采用二次电缆和电容式电压互感器宽频等效模型,对各类工况下二次设备回路的传导电压干扰特性进行了分析,并分析了电缆长度、负载率等因素的影响。     

基于特征值方法的高压直流输电中谐波不稳定分析

高压直流输电中交直流侧谐波通过换流器开关作用使各自的频率阻抗特性发生改变,使得直接用频域分析变得不够准确,简要介绍了谐波不稳定的产生机理;主要通过分析二次谐波引起的不稳定,根据其谐波在换流器与等值系统中传递时引起的相互转变而得到的关联矩阵,用MATLAB编辑器求其特征值,提出一种基于此特征值性质的判断谐波不稳定的新方法;采用PSCAD/EMTDC自建电磁暂态仿真模型,对自发式谐波不稳定进行了仿真研究,验证了该新方法的正确性。