±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。     

基于BPA数据的交流系统谐波阻抗等值方法研究与应用

换流站母线处谐波阻抗值可为直流输电系统中滤波器的设计提供参数依据,对抑制系统谐波至关重要。在完善发电机、变压器、线路、母线负荷等电气元件谐波阻抗模型的基础上,研究基于中国版BPA数据的系统谐波阻抗等值计算方法。提出基于半动态-遗传算法的节点编号优化方法,利用连线矩阵改进节点导纳矩阵的形成,采用稀疏矩阵技术中的排零存储和排零运算提高程序的运行效率。用PSCAD对标准的IEEE 9节点系统进行仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。根据电网BPA数据,对某特高压直流输电工程的谐波阻抗进行阻抗扫描,在N-0、N-1及N-2开断方式下分别对丰大、丰小、枯大、枯小运行方式进行谐波阻抗计算,得到了阻抗随频率变化的阻抗图及扇形包络图,为该地区特高压直流输电系统的交流滤波器参数设计提供了依据。     

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。     

分类谐波阻抗统计应用于弱交流系统换流站交流滤波器设计分析

探讨了传统的谐波阻抗圆统计方法对弱交流系统换流站交流滤波器设计带来的不利影响,以糯扎渡直流工程送端普洱换流站为例,采用分类谐波阻抗统计方法进行了分析,指出直流孤岛方式应按直流输送容量分类统计谐波阻抗,直流联网方式则应按直流输送容量及交流系统强度分类统计谐波阻抗。     

观音岩电站送出直流工程系统谐波阻抗特性研究

观音岩电站送出直流工程是南方电网异步联网工程的重要组成部分。相对于其他直流工程,该直流的特点主要有:1送受端换流站可能存在的运行方式较多;2受端换流站送出线路加装串补,且最终串补度尚未确定。针对观音岩电站送出直流工程的特点,采用NIMSCAN程序对该直流工程送受端换流站的系统谐波阻抗特性进行了研究。对于送端换流站,比较了联网运行方式和孤岛运行方式下的系统等值谐波阻抗特性;对于受端换流站,按照送电方向的不同对系统的谐波阻抗进行分别计算。最后,分析了换流站出线串补的串补度变化对系统谐波阻抗参数的影响。     

同塔双回直流输电工程同址换流站交流滤波器设计关键问题研究

同塔双回、换流站同址的直流输电工程具有同塔双回直流独立运行、换流站同址合建、共用交流场的特点,其灵活、多样的运行方式对滤波器设计提出更高的要求。本文按照滤波器设计的流程详细分析了同塔双回、换流站同址时影响滤波器设计的关键问题,分别针对直流运行方式、双回直流谐波电流计算、谐波阻抗分区、滤波器选型和参数选择、滤波器策略进行分析并提出相应的解决方案。算例计算结果表明,本文提出的解决方案,可以用于同塔双回、换流站同址的直流输电工程交流滤波器设计。     

云广±800kV直流输电工程交流滤波器设计关键问题研究

介绍了直流输电工程交流滤波器性能和定值计算原理和模型,以云广±800kV直流输电工程楚雄换流站为例,研究交流滤波器设计的关键问题,包括孤岛运行方式谐波阻抗对低次谐波的影响。利用自主开发的DCDP软件进行了性能和定值计算,并提出了能同时满足并联运行方式和孤岛运行方式的交流滤波器配置方案。     

交流系统改接线对葛洲坝换流站运行的影响

根据三峡送出系统规划葛洲坝换流站交流系统将改行接线,接入三峡系统,其电网结构、换流站正常运行电压、背景谐波、谐波阻抗等条件都发生重大变化,需要校核新条件下的阀短路电流、无功控制、交直流各种运行方式下交流滤波器的性能和稳态额定值。为此结合原葛南直流系统设计参数和新的系统条件,重新计算了换流阀短路电流,采用无功控制计算程序重新校核了滤波器的投切点,对新的网架进行了谐波阻抗等值,对改接线后葛洲坝换流站交流母线背景谐波电压进行了24h连续监测,校核了各种运行方式下的滤波器性能和定值。葛洲坝换流站交流系统改接线校核计算表明,除个别极端运行方式外,葛南直流系统在新的接入系统条件下均能保证安全稳定运行。     

云贵互联工程高坡换流站直流滤波器改造研究

直流滤波器是抑制HVDC直流侧谐波最典型、最有效、应用最广的设施.云贵互联工程改建后原系统直流侧谐波、系统参数等将发生变化,其中高坡换流站直流滤波器的变化和影响最显著.根据云贵互联工程运行工况和相关设备定值提出高坡换流站直流滤波器改造方案,并基于阻抗频率特性和等效干扰电流对直流滤波器性能进行分析,综合技术、经济因素探索HVDC两端改三端工程直流滤波器最优改造方式.     

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。     

高压直流输电线路入口端谐波阻抗特性研究

空充变压器时直流线路沿线的50 Hz谐波分量分布与直流线路入口端谐波阻抗有关。针对直流线路入口端谐波阻抗特性展开详细研究。分析了不同直流运行方式下的直流线路入口端谐波阻抗,定性对比其大小关系。研究了直流线路入口端谐波阻抗的解析等值模型,并基于实际直流系统仿真模型,分别通过解析等值法和测试信号法对不同运行方式下的直流线路入口端谐波阻抗进行计算,验证该解析等值模型的准确性。进一步地,根据计算结果分析直流运行方式对直流线路入口端谐波阻抗大小的影响,所得结论与前文定性分析一致。改变换流器模型中换流变套管杂散电容的大小,研究杂散电容对直流线路入口端谐波阻抗的影响,实现了解析等值模型的简化。     

±1100kV换流站避雷器小电流区阻抗特性

±1100 kV换流站避雷器(MOA)节点持续运行电压谐波含量高、波形差异大、避雷器荷电率高,而避雷器小电流区阻抗特性直接影响持续运行电压下的功耗、泄漏电流及伏安特性等,阻抗特性与运行电压频率、波形和温度密切相关,因此避雷器呈现不同劣化特性,威胁避雷器的运行安全。该文仿真分析了换流站直流场避雷器节点持续运行电压的负荷特征,试验研究了直流避雷器用金属氧化物电阻片(MOV)在不同工作温度、谐波频率和荷电率下等值阻抗的变化特性。试验结果表明:随着谐波负荷和工作温度的升高,泄漏电流阻性和容性分量均增大,等值阻抗呈减小趋势;等效阻抗由容性变为阻性的转折点出现在100%～105%荷电率范围,转折点对应的荷电率在60℃时降至95%、在150 Hz时升至107%;持续运行电压下谐波含量增加或工作温度升高,导致实际运行荷电率升高。     

基于改进正弦调制电流注入的三相交流电源系统谐波阻抗测量研究

三相交流电源系统在三相静止坐标系下的谐波阻抗参数是对系统进行谐波估计、滤波器设计等谐波分析的重要参数。但在采用基于阻抗的稳定性判据对交流系统进行稳定性分析时,需要得到系统在dq坐标系下的谐波阻抗参数。推导了系统中典型元件在dq坐标系下的谐波阻抗模型;提出了一种改进的基于正弦调制电流注入的交流系统谐波阻抗测量方法;搭建了三相交流系统的仿真模型,并开发了交流系统谐波阻抗测量装置。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性与有效性。     

220kV变压器附加绕组专接滤波器的谐波治理方案

在某些220kV变电站中,由于其主要为非线性负荷供电,谐波污染严重。传统的解决方法为在变压器低压侧接LC滤波器,治理谐波的同时兼顾无功功率补偿。受低压绕组等值阻抗的约束,此种方法滤波效果不佳。本文提出了一种220kV变电站谐波治理新方案,本方案采用变压器独立附加绕组接LC滤波器,且通过特殊设计使变压器附加绕组的等值阻抗为零。推导了传统方案和新方案的滤波原理,对比分析了新方案滤波效果的优越性。设计了一台具有零等值阻抗特征附加绕组的180MVA、220kV三相变压器,并基于Ansoft软件建立了场路耦合仿真模型进行仿真分析,最后对实验室样机进行测试分析,仿真和测试结果验证了新方案良好的滤波效果。     

糯扎渡直流送端普洱换流站孤岛方式谐波阻抗计算研究

从直流换流站交流母线向系统看入的系统谐波阻抗是交流滤波器设计的基础条件,据此分析了直流换流站谐波阻抗计算时发电机及升压变电阻集肤效应的影响。结果显示,直流联网方式谐波阻抗计算时近区发电机及升压变电阻集肤效应可以忽略,而直流孤岛方式谐波阻抗计算时集肤效应显著,需要顾及。     

换流站交流滤波器的配置与控制功能优化

换流站交流滤波器在维持母线电压、滤除谐波和补偿换流器无功消耗方面起到重要作用,直接影响直流输电系统的稳定运行。本文从电压控制、滤波要求和容量选择方面对换流站交流滤波器的配置进行了介绍,深入分析了滤波器的投切控制功能,并针对滤波器的配置方式和投切控制功能的不足,提出了相应的优化措施。     

含多电压源型换流器配电网高频谐振特性分析

为揭示含多电压源型换流器(voltage source converter,VSC)配电网的高频谐振特性,降低配电网发生高频谐振的风险,提出了含多VSC配电网高频谐振特性分析方法。首先,在序分量动态相量谐波分析模型的基础上,建立VSC高次特征谐波等值电路模型,从而得到含多VSC配电网高次谐波下的等值电路模型。其次,由配电网等值电路模型分别计算出系统侧端口阻抗和VSC端口阻抗,并通过端口阻抗的频率特性分析,得到配电网的高频谐振特性。然后,分析VSC接入数量和滤波器配置对高频谐振特性的影响。最后,建立含多VSC配电网的仿真模型,验证高频谐振特性分析的有效性和正确性。含多VSC配电网存在有明显的高频谐振频率,并受到VSC接入数量和滤波器配置形式的影响突出,需要规范VSC的开关频率和滤波器配置,才能降低配电网即将面临的高频谐振风险。     

风电场站单机聚合模型倍乘元件阻抗参数设计

现有较大规模风电场站等值模型中常采用倍乘方式实现机组聚合,以节省建模与仿真计算等资源。针对风电场站单机聚合模型倍乘元件在风电场建模中应用广泛、参数设置缺少规律性的现状,对倍乘元件阻抗参数在风电场等值建模中的影响展开研究。首先,以PSCAD软件官网的经典倍乘元件入手,分析各个自定义阻抗参数间的关系与重要程度。其次,搭建风电场基准测试模型并展开等值聚合,通过参数遍历测试,研究倍乘元件阻抗参数对等值误差的影响机理,依据稳态运行点等值误差、仿真步长两个方面的限制,提出倍乘元件阻抗参数选择方法。最后,选取稳态运行点、三相电压跌落、宽频振荡3个工况,对影响机理与推荐参数展开验证。从等值误差的角度,对大型风电场建模仿真中倍乘元件阻抗的参数设计提供了参考建议。     

±800 kV韶山换流站交流滤波器滤波特性及问题分析

本文对±800 kV韶山换流站谐波及滤波器的运行特性进行仿真分析,指出HP3型滤波器对3次谐波滤除效果存在的问题,最后从滤波效果和换流站功率输送控制策略角度对现有配置方案提出建议,为换流站的安全稳定运行提供参考。     

谐波屏蔽变压器的谐波等效模型及其阻抗灵敏度分析

谐波屏蔽变压器是一种结合了变压器技术和滤波器技术的多功能变压器。为了分析系统阻抗对谐波屏蔽变压器谐波传递特性的影响,首先给出了两种谐波屏蔽变压器的拓扑结构;在忽略系统阻抗和考虑系统阻抗两种条件下,分别建立了两种谐波屏蔽变压器的谐波数学模型;并引入灵敏度函数的定义,分析了系统阻抗和滤波绕组等值阻抗对网侧谐波电流的灵敏度,分析结果表明:网侧谐波电流对系统阻抗的灵敏度很小,可忽略不计;但它对滤波绕组等值阻抗的灵敏度较大,这为谐波屏蔽变压器的阻抗设计及系统集成设计提供了重要的理论指导;最后,建立了采用两种谐波屏蔽变压器的整流系统仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。