谐波对高压直流输电系统换流站锁相环性能影响

摘要

为分析谐波对高压直流系统换流站锁相环性能的影响,首先介绍换流站谐波的产生机理,以3种常见的锁相环为例,逐一介绍各锁相环的基本原理并分析谐波对锁相性能的影响.进一步分析发现:谐波的侵扰会严重影响同步旋转坐标系锁相环(synchronous reference frame phase-locked loop,SRF-PLL)的锁相准确性,且谐波电压幅值增大或其初相位与基波初相位偏移过多,均会增大相位误差的振荡幅度;由于谐波会破坏 αβ坐标系下2电压分量的正交关系,基于双二阶广义积分器的锁相环(dual second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)在正交信号发生器(sogi-quadrature signal generator,SOGI-QSG)滤波期间无法准确锁相;基于滑动平均滤波器的锁相环(preset moving average filter PLL,PMAF-PLL)增设了环前滑动平均滤波器(moving average filter,MAF),不依赖于PI调节器来抑制谐波,动态响应速度远快于SRF-PLL,受谐波影响较小,但对部分间谐波效果较差.最后对各锁相环进行谐波仿真测试,并将3种锁相环分别应用于CIGRE HVDC标准测试模型中,对比它们在单相故障条件下受到谐波干扰时的性能情况,验证分析所得结论的正确性.