交直流并联输电系统多谐波源的模型及特性分析

摘要

近年来,随着电力系统的不断发展,各地区电网联系的不断加强,形成交流系统和直流系统混联的复杂系统是不可避免的.因此,对交直流混合输电系统的特性进行系统全面的分析是非常有必要的.谐波及其抑制是高压直流输电领域研究的重要课题之一,而交直流混合输电系统的多谐波源问题则是一个全新的理论问题.通过联网,形成了多回交流、直流混合送电通道,系统中的谐波问题变得复杂.在纯直流连接情况下,整流站和逆变站产生的谐波相互影响较小,研究时可看作单谐波源.但是在交直流并联输电系统中,由于并联交流线路的存在,对换流站产生的谐波能起传递作用,使得多个换流站产生的谐波彼此影响,产生新的谐波特性.对于这种多谐波源系统,若仍采用常规的谐波分析方法和治理手段势必出现不足.目前国内外有关交直流混联网络多谐波源系统研究尚少,因此有必要对其谐波分析模型进行全新构造,对谐波特性进行深入研究,以便更有效地采取措施治理谐波.该文以交直流并联输电系统多谐波源为研究对象,首先从该系统的内在特性出发,用时域法研究了整流站和逆变站的谐波产生原理及其相互关系.为了建立适用于该系统下的谐波分析模型,比较了现有用于直流系统谐波分析的方法,并论证了调制理论和迭代谐波分析法(IHA)用于交直流并联输电系统多谐波源建模的优势.应用调制理论,可将难于建模的换流站看成调制转换器,既合理地模拟出换流站的非线性特性,又解决了交直流系统的接口问题,避免了传统方法建模中非线性方程的复杂性.迭代谐波分析法则可同时考虑到交、直流网络中各自谐波电压、电流的相互影响过程,通过逐步迭代,准确求解出稳态下系统的谐波分量.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1交直流并联输电系统的发展及特点

1.2交直流并联输电系统中的谐波问题

1.3国内外谐波研究现状

1.4本文的主要工作

1.5本课题研究的意义

第二章换流站谐波分析的基本理论

2.1引言

2.2谐波分析基础

2.2.1谐波的傅立叶分析法

2.2.2总谐波畸变率

2.3两端换流站产生的谐波及其相互关系

2.3.1整流器产生的谐波电流

2.3.2逆变器产生的谐波电流

2.3.3两换流站谐波的相互关系

2.4本章小结

第三章交直流并联输电系统谐波分析的调制迭代谐波分析法

3.1引言

3.2调制理论

3.3迭代谐波分析法

3.4调制迭代谐波分析法

3.5本章小结

第四章交直流并联输电系统多谐波源的模型

4.1引言

4.2交直流并联输电系统的模型结构

4.2.1系统模型结构

4.2.2系统假设条件

4.2.3系统初始条件

4.3含6脉波换流器的直流网络模型

4.3.1直流侧电压的计算

4.3.2换流器直流侧等效阻抗

4.3.3直流侧电流的计算

4.3.4交流电流的计算

4.4含12脉波换流器的直流网络模型

4.5交流网络模型

4.5.1交流系统电路结构

4.5.2发电机模型

4.5.3交流变压器模型

4.5.4交流输电线路模型

4.5.5负荷模型

4.5.6交流网络谐波等值电路

4.6本章小结

第五章交直流并联输电系统谐波计算与仿真及特性分析

5.1引言

5.2计算机程序

5.3算例

5.4皆波计算与仿真及特性分析

5.4.1直流系统中的谐波计算与仿真

5.4.2直流系统中的谐波特性分析

5.4.3交流系统中的谐波计算与仿真

5.4.4交流系统中的谐波特性分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

致谢

附录1电压调制函数

附录2电流调制函数

附录3换流器等效阻抗