(完整版)直流输电系统谐波
高压直流输电线路中的谐波分析与滤波
高压直流输电线路中的谐波分析与滤波引言：高压直流输电作为一种高效、低损耗的电力传输方式，得到了广泛的应用。
然而，在实际的应用过程中，由于诸多因素的影响，高压直流输电中会产生各种谐波问题。
本文将从谐波的概念、产生原因、分析方法和滤波技术等方面，对高压直流输电线路中的谐波问题进行探讨。
一、谐波的概念和产生原因1.1 谐波的定义谐波是指在电力系统中，频率是基波频率整数倍的波形。
一般情况下，电力系统中的谐波主要包括3次、5次、7次等奇次谐波和2次、4次、6次等偶次谐波。
1.2 谐波的产生原因谐波的产生与电力系统中的非线性设备密切相关。
在高压直流输电中，主要的谐波产生装置包括经桥整流器、组串电感器、滤波器等。
这些设备的非线性特性会导致电流和电压的畸变，进而产生谐波。
二、高压直流输电线路中谐波分析的方法2.1 多谐波分析法多谐波分析法是一种常用的谐波分析方法。
它通过对高压直流输电线路中的电压、电流进行采样，并利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，进而得到谐波成分的频率、相位和幅值等信息。
2.2 矩阵法矩阵法是一种较为精确的谐波分析方法。
它通过建立电压-电流矩阵关系，利用矩阵运算进行谐波分析。
相比于多谐波分析法，矩阵法能够更准确地描述高压直流输电线路中的谐波特性。
三、高压直流输电线路中的谐波滤波技术3.1 无源谐波滤波技术无源谐波滤波技术是一种通过并联谐振电路实现谐波滤波的方法。
该技术主要通过选择谐波频率和合适的谐波电阻，将谐波电流引入谐振电路，并将其消耗在电阻上，从而实现谐波滤波的效果。
3.2 有源谐波滤波技术有源谐波滤波技术是一种利用可控硅等元件实现谐波滤波的方法。
该技术通过引入逆变器和滤波器等装置，对谐波电流进行补偿或抑制，从而达到谐波滤波的目的。
四、高压直流输电线路中谐波滤波的效果评价4.1 谐波抑制率谐波抑制率是评价谐波滤波效果的重要指标。
它衡量了谐波信号经过滤波后剩余谐波成分的比例。
一般来说，谐波抑制率越高，说明滤波效果越好。
基于直流输电系统换流器谐波的分析与处理
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ＆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
《 电气 自化｝ ２ ０ １ ４年第 ３ ６ 卷 第１ 期
基 于 直 流 输 电 系 统 换 流 器 谐 波 的分 析 与处 理
殷培峰 ，马应魁 ，马莉 （ 兰州石化职业技术学 院 。 甘肃 兰州 摘 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ・ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０－３ ８ ８ ６ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ２ ８
［ 中图分 类号］Ｔ Ｍ４ ５ １ ． ２ ［ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ０— ３ ８ ８ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １— ０ ０ ７ ９— ０ ３
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ Ｏ ｆ ＨＶＤＣ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｈａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ Ｗａ ｖ ｅ
ＹＩ Ｎ Ｐｅ ｉ — ｆ ｅ ｎ ｇ， Ｍ Ａ Ｙｉ ｎ ｇ — ｋ ｕｉ ， Ｍ Ａ Ｌｉ
要 ：高压直流输 电系统 中的换流器是一种 电力 电子装置 ， 具有非线性特性 ， 易受 直流输 电系统运行方 式 、 换 流变压器 的联结组 别 、
换流器单元接线方式等 因素 的影 响， 在工作过程 中会产生不同类型的谐 波 ， 引发谐波不稳 ， 严重危 害电力系统 的安全 、 优质 、 经
（ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ ７ ３ ０ ０ ６ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析
得到 一定 的抑制． 关键词 ： 直流输 电 ； 应滤 波换流 变压 器 ； 波 不稳 定 ； 感 谐 正序 负序 中图分 类号 ： Ｍ７ １ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６４２ ７ （０ ２０ —０ ５０ １ ７—９ ４ ２ １ ）９０ ４ —６
新 型 直 流 输 电 系统 改 善 谐 波 不 稳 定 的 机 理 分 析
朱 红 萍 ， ， 罗隆福 ， 加 柱 许
（． １ 湖南大 学 电气 与信 息 工程学 院 ， 南 长沙 湖 ４０８ ； ２ 湖 南科 技大 学 信 息 与 电气工 程学 院 ， 南 湘 潭 １０２ ． 湖 ４１０ ） １２１
第 ３９ 卷 第 ９ 期
２ １ 年 Ｏ ２
湖
南 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖｏ１ ９， Ｏ ．３ Ｎ ．９ Ｓｅ ． ２ ０ １ ２ ｐ
９ 月
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｕ ａ ｉｅ ｓｔ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃｓ ｏ ｒ ａ ｎ ｎ Ｕｎｖ ｒｉｙ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅ） ｏ Ｓ
ｆ ｔ ｒ ｇ ｂ ｓ ｄ Ｈ ＶＤＣ ｓ ｓ ｅ ｔ ｎ ｌ ｚ ｈ ｏ ｔ ｇ ｎ ｔ ｅＤＣ ｉ ｅｏ ｎ Ｈ ＶＤＣ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒｂ ｉ ｇ ｎ ｅ ｎ ｉ ｅｉ ａｅ ｌ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ａ ａ ｙ ｅ ｔ ｅｖ ｌａ ｅｏ ｈ ｓｄ ｆ ａ ｏ ｖ ｒ ｅ ｒｄ ｅｕ ｄ ｒｕ —
摘 要 ： 三相 不 对称 的 交流电 源用正序 和 负序 电压表 示 ， 将 用傅 里叶分 析 方法计 算 了正
序和 负序 电压传递 到 直流侧 的谐 波 电压 的规律 ， 将这 一 理论 应 用到 基 于 感应 滤 波 的直 流输
谐波的产生、危害及解决方案(自己写的)
直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施the Generation, Harm and Solutions of Harmonics inHVDC摘要：本文主要介绍了直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施。
首先介绍了6脉波及12脉波换流器的交流侧和直流侧的特征及非特征谐波。
之后就谐波对电网及电网中电力元件的影响进行了讨论。
最后介绍了抑制谐波的主动型及被动型的几种主要措施。
关键词：谐波危害抑制直流输电Abstract:This paper concentrates on the generation, harms and solutions of harmonics in HVDC. First of all, it introduces the types of harmonics generation from 6 pulse converter and 12 pulse converter. Second, it discusses the harm of harmonics including hot wastage and so on. Finally, it provides some main measures aiming at restrain the harm of harmonics consisting of active ones and passive ones.Key words:harmonics harm restrain HVDC一．研究直流输电系统谐波的意义1.研究背景直流输电技术从1954年在电力系统中得到应用以来，先后经历了汞弧阀换流时期和晶闸管换流时期，从试验性阶段，到稳步发展阶段，特别是1970年以后，随着电力电子技术和微机控制技术等发展，进入到大力发展阶段。
然而近年来，由于电力电子技术的不断发展和应用，也使得谐波对电力系统运行，电力设备，电力用户，通讯等领域中造成了很大的危害。
高压直流输电技术中的谐波及其抑制
高压直流输电技术中的谐波及其抑制周泊宇（华北电力大学，北京市昌平区）The Harmonic Waves in HVDC and the Control of Harmonic WavesZHOU Bo-yu(North China Electric Power University,Changping district,Beijing )ABSTRACT:When we use the technology of HVDC,the power electronic devices in converter stations will generate different kinds of harmonic waves. We must solve these problems in order to use HVDC more extensive.In this paper ,I will analysis different kinds of harmonic waves,the measurement of the harmonic waves and the control of the harmonic waves.KEY WORDS：HVDC,harmonic waves,inverter,filter摘要：高压直流输电技术在应用中，换流站的电力电子器件会产生不同次数谐波，只有解决好谐波的问题，才能更好的利用高压直流输电技术。
在本文中，作者将针对谐波的种类、谐波的测量以及谐波的抑制进行分析。
关键词：高压直流输电技术，谐波，换流器，滤波器0 引言高压直流输电系统在建设中会建设大量的换流站，由于换流站中大量的电力电子器件的应用，会产生一定次数的谐波，这些谐波对系统的安全稳定运行以及通讯设备的正常使用都会产生严重的影响，比如，引起局部的串并联谐振，放大谐波分量，产生附加损耗和发热；对电机、变压器、电容器、电缆等设备造成振动、过热、绝缘老化,严重影响设备的使用寿命甚至直接造成设备损坏；干扰邻近通讯系统，影响通讯质量。
直流输电与FACTS技术-Ch5-谐波和滤波器
2020/10/22
脉动换流器模型的谐波电压源的计算公式为
2020/10/22
5.3 换流装置直流侧的特征谐波
2020/10/22
5.3 换流装置直流侧的特征谐波
2020/10/22
5.3 换流装置直流侧的特征谐波
2020/10/22
5.3 换流装置直流侧的特征谐波
直流侧的谐波电流
2020/10/22
5.4 非特征谐波
2020/10/22
5.1 概述
在分析换流器的特征谐波时，假设换流器处于理想的换流 状态，即： ➢ 换流变压器交流母线电压为恒定频率的理想正弦波， 不含任何谐波分量。 ➢ 换流变压器三相结构对称，各相的阻抗和变比完全相 等。 ➢ 同一个12脉动换流器的Y，y和Y，d换流变压器组的阻 抗和变比完全相等。 ➢ 每周期的12个脉冲严格按电角度30°等距触发。 ➢ 换流器直流侧的电流为不含任何谐波分量的恒定直流 电流， 相当于平波电抗器的电感量为无穷大。
上式可看出，交流侧线电流中只含有12k±1次谐波
2020/10/22
5.2 换流装置交流侧的特征谐波 计及换相过程影响时
当考虑换相电抗的影响时，换相期间 的叠弧角圆滑了线电流波形的矩形边 缘。这就削减了谐波分量的幅值。
计算将变得极为复杂，实际计算只须 从谐波电流In与基波电流I1的百分数与 α和μ的关系曲线中查取就行了。
2020/10/22
高压直流输电系统交流谐波抑制—滤波器的设计
高压直流输电系统交流谐波抑制—滤波器的设计作者：徐涛邵天龙张东方来源：《华中电力》2013年第09期摘要：近年来，高压直流输电（HVDC）技术作为一种新型输电技术在电力系统得到了广泛的发展和应用。
高压直流系统中的谐波及其抑制方法一直是对HVDC进行研究的一个重要组成部分。
关键字：高压直流输电，谐波，滤波器0概述随着电力需求日益增长﹐远距离大容量输电线路不断增加﹐电网扩大﹐交流输电受到同步执行稳定性的限制﹐在一定条件下的技术经济比较结果表明﹐采用直流输电更为合理﹐且比交流输电有较好的经济效益和优越的执行特性﹐因而直流输电重新被人们所重视并得到急速发展。
1 谐波的基本概念、谐波的产生、危害及抑制措施（1）国际上公认的谐波含义是：谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为基波频率的整数倍。
谐波是指电压、电流波形发生畸变，主要是负荷的非线性造成的。
换流装置交流侧的电压和电流的波形不是正弦波，直流侧的电压和电流也不是平滑稳定的直流，它们都含有多种谐波分量。
谐波电流、谐波电压对电力系统用户的影响及危害，概括起来主要有以下几个方面[2][3][4] [6]：⑴谐波的存在，增加了系统中元件的附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；大量的3次谐波流过中线时会使线路过热甚至造成火灾。
⑵谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，电磁继电器滞动，感应式电流继电器误动或拒动，并会使电气测量仪表计量不准确。
电力测量仪表通常是按工频正弦波形设计的，当有谐波时，将会产生测量误差。
⑶使交流电网中的发电机和电容器由于谐波的附加损耗而过热⑷对通讯设备产生干扰，特别是对临近的电话线路产生杂音。
⑸使换流器的控制不稳定，有可能引起电网中发生局部的谐振过电压。
谐波对直流输电系统有如此大的危害，故需要研究抑制谐波的方法。
目前，减小直流输电系统中谐波的措施可以分为两类[1]：（1）增加换流器的脉动数以减小谐波（2）装设滤波器减小谐波2高压直流输电系统滤波器的设计2.1 交流滤波器的分类实际工程中的滤波器一般分为无源滤波器和有源滤波器两种[5]。
直流输电系统的谐波问题
直流输电系统的谐波问题
换流器交流侧的电流是一段段的梯形波，而直流侧的电压也是含有纹波的电压。
这就是说，换流器在交流侧和直流侧都要产生高次谐波。
换流装置对于交流侧是一个谐波电流源，对于直流侧则是一个谐波电压源。
谐波频率同交流电网基波频率之比值称为谐波次数。
在交流电网基波一个周期内（不同时）发生的换相次数称为换流器的脉动数，或换相数。
根据傅里叶级数分析，在理想化工作条件下，换相数为P的换流器在直流侧主要产生KP次谐波，在交流侧产生kp±1次谐波．K为正整数。
这种谐波称为特征谐波。
谐波次数越高，幅值越少。
对于6脉动换流器交流侧谐波主要是5、7、11、13次，直流侧主要是6、12、18、24次。
由两组6脉动换流器组成的双桥12脉动换流器在交流侧产生的谐波主要是11、13次，直流侧12、24次。
可见12脉动换流器所产生的谐波要比6脉动为少。
这些谐波如果不加控制，会造成许多不良影响：(1)由于谐波引起的附加损耗可使发电机和电容器过热；（2）使换流器控制不稳定；（3）对通信系统产生干扰；（4）有时还可能引起电网中的局部谐振过电压等。
因此为了减少换流器的谐波输出，在直流输电系统的换流站都装有滤波装置来吸收高
次谐波。
高压直流输电中的谐波分析
高压直流输电中的谐波分析摘要】本文主要围绕高压直流输电中的谐波展开分析，明确谐波分析的意义和间谐波的危害，就其不稳定的类型和分析方法展开研究，探究优化谐波问题、保障高压直流输电工作顺利开展的方法。
【关键词】高压；直流输电；谐波分析随着工业化发展，高压直流输电技术也不断发展进步，电网规模也在不断扩大，输电系统的复杂性逐渐增加，谐波间的相互作用也呈现出日益复杂化的趋势，需要及时开展定向分析研究，各项工作才能收到其预期的效果。
1.谐波分析的意义当电力系统中出现谐波电压和谐波电流时，电路中的电容器组、电子设备和不同类型的测量保护装置等也会随之受到影响，导致大量电子设备出现问题，设备运行过程中的温度会明显升高，其边缘老化的速度也会逐渐加快，影响电子设备的应用寿命，导致出现功率下降等问题，必须要对谐波问题加以控制处理。
谐波系统特征理论等在国内的发展速度相对较慢，尽管已经有了专业的研究分析人员，但是科学严谨的理论体系还没有形成，主要应用频域解法和时域解法来开展各项分析工作，这两类方法在应用过程中都存在一定的缺陷，有时候并不能很好地解答谐波间的相互影响问题，有时候还会出现维数灾等现象，影响后续分析计算的开展。
通过对高压直流输电系统中的谐波相互作用展开分析，其研究的针对性等明显增强，对提高后期系统布置过程中的针对性，采取合理的抑制措施等具有重要作用。
2.间谐波的危害电力系统发展过程中，除了与工频呈整数倍关系的谐波之外，电路系统中还出现了大量非整数倍的谐波，称之为间谐波。
根据其与几波频率分大小关系，谐波又可以分为分数谐波和次谐波。
分数谐波出现在电路系统中会对电动机运行的整体状态造成影响，导致设备运行过程中的噪音增加，同时，部分设备还会出现振动等现象，导致设备接线等出现松动等问题，影响电路的正常运行，分数谐波出现后也会对音频设备的正常运行造成一定的影响。
电压闪变主要是受次谐波的影响产生的。
除了上述危害之外，间谐波运行过程中还会导致线损增加，变压器的寿命出现变化，自动装置的误动作等问题。
直流输电系统谐波危害及治理新方案研究
直流输电系统谐波危害及治理新方案研究一、研究背景和意义随着电力系统的不断发展，直流输电技术在长距离、大容量输电领域得到了广泛应用。
然而直流输电系统在运行过程中会产生大量的谐波，这些谐波对电力系统的稳定性、设备寿命和电网安全产生严重影响。
因此研究直流输电系统谐波危害及治理新方案具有重要的理论和实践意义。
首先研究直流输电系统谐波危害有助于提高电力系统的运行效率。
谐波会导致电力系统中的无功功率增加，从而使发电机、变压器等设备的损耗增大，降低系统的运行效率。
此外谐波还会引起电力系统中的电压不平衡、电流不对称等问题，进一步影响系统的稳定运行。
其次研究直流输电系统谐波危害有助于保障电力系统的安全稳定。
谐波会对电力系统中的设备产生腐蚀作用，导致设备的寿命缩短，甚至引发设备故障。
同时谐波还会干扰电力系统中的通信设备，降低系统的抗干扰能力，增加事故发生的风险。
因此研究直流输电系统谐波治理新方案对于提高电力系统的安全性和稳定性具有重要意义。
研究直流输电系统谐波治理新方案有助于推动电力技术的创新和发展。
传统的谐波治理方法主要采用滤波器、无功补偿装置等被动控制手段，这些方法在一定程度上可以减小谐波的影响，但其效果有限且难以适应复杂的电力系统环境。
因此研究新型的直流输电系统谐波治理技术，如动态无功补偿、自适应滤波等主动控制技术，对于推动电力技术的发展具有重要意义。
研究直流输电系统谐波危害及治理新方案具有重要的理论和实践意义。
通过对直流输电系统谐波的研究，可以为电力系统的优化运行提供理论依据和技术支撑，有助于提高电力系统的运行效率、安全性和稳定性，推动电力技术的创新和发展。
1.1 直流输电系统的应用和发展现状随着电力系统的不断发展，交流输电系统在长距离、大容量的电力输送中具有明显的优势。
然而随着全球能源结构的调整和可再生能源的大规模开发，交流输电系统面临着诸多挑战，如电网稳定性、设备寿命、环境污染等。
因此直流输电技术作为一种新型的电力输送方式，逐渐成为电力领域研究的重要方向。
特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究
特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究作者：许加柱董欣晓梁崇淦罗隆福付颖梅念罗志平来源：《湖南大学学报·自然科学版》2016年第10期摘要：传统的特高压直流输电系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置.为了避免谐波对换流变压器的不良影响，本文提出了一种滤波绕组并联的感应滤波换流变压器的谐波抑制方法，文中描述了其接线方案，解释了其滤波机理，并与传统的滤波方案进行了对比分析.以酒泉湖南的±800 kV特高压直流输电的工程参数为依据，搭建了所提滤波方案和传统方案的仿真模型.两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明，新型谐波抑制方法效果良好.关键词：新型换流变压器；特高压直流输电；感应滤波技术；谐波抑制；无功补偿中图分类号：TM4 文献标识码：A文章编号：1674-2974（2016）10-0079-08Abstract： In traditional UHVDC transmission systems， the filtering and reactive power compensation devices are generally installed at the power grid side of the converter stations. In order to reduce the negative effects caused by harmonic currents on the converter transformers， a harmonic suppression method of inductive filtering converter transformers with parallel filtering windings was proposed. This paper described the corresponding detailed wiring schemes， explained the filtering mechanism and compared it with the traditional filtering solution. Referring to the engineering parameters of the Jiuquan-Hunan ±800 kv UHVDC transmission project， the simulation models of the proposed harmonic filtering scheme and the traditional schemes were established respectively. Based on the comparative analysis of the currents at the grid and valve sides of the two models， it can come to the conclusion that the proposed harmonic suppression scheme has a better operational performance in contrast with the traditional one.Key words：novel converter transformer； UHVDC transmission； inductive filtering technology； harmonic suppression； reactive power compensation在换流变网侧直接接入750 kV交流系统的条件下，设备研制的难度进一步加大，对系统运行可靠性的要求也更高，针对不同技术路线换流变接入同一换流器以及降低双极停运率等课题需要提出新的解决方案，以确保工程建设的顺利推进[1-5].同时，须针对网侧直接接入750 kV交流系统成套设计关键技术方案与接入常规500 kV交流系统时的差异及其带来的影响进行研究.本文主要是依据特高压直流以及750 kV交流电网的特性，对特高压直流接入750 kV交流电网的无功平衡和谐波抑制技术进行研究[6-9]，在已有感应滤波技术方案的基础上提出滤波绕组并联型感应滤波换流变压器接线方案[10-15]，并以酒泉湖南在建的特高压直流输电工程为案例进行实施新方案的可行性研究，基于酒泉湖南±800 kV特高压直流输电工程而建立的特高压直流接入750 kV交流电网的PSCAD/EMTDC仿真模型进行验证，揭示基于新型换流变压器的直流输电系统所具有的独特的谐波抑制机理，能有效地解决上述无源滤波、有源滤波所面临的种种问题.为特高压电网运行的可靠性、安全性和稳定性提供参考.1 新型接线方案和机理分析感应滤波技术是利用换流变压器的电磁潜能和安匝平衡原理，设计了一种特殊的滤波绕组对谐波进行就近抑制，可有效隔离阀侧绕组谐波对电网的危害，从而缩小谐波的污染范围[10-15].感应滤波换流变压器Δ联接的滤波绕组具有零阻抗设计的特点，不仅能够为3次及其倍数次谐波提供环路，且通过在滤波绕组处接入无源滤波器，实现对特征谐波的滤除.结合特高压直流输电系统的特点，本文在已有感应滤波技术方案的基础上，提出滤波绕组并联型感应滤波换流变压器接线方案，如图1所示.图1中的滤波绕组并联型感应滤波换流变压器接线方案为：（ⅰ）三相换流变压器组的滤波绕组为三角形联接形式.（ⅱ）12脉动换流变压器组的两个滤波绕组采用并联连接方式.如图2所示，常规方案的12脉动换流变压器通常为高压绕组并联方式，在汇流时由于相位刚好相反，因而5，7次谐波各自形成环流而相互抵消，从而可抑制两个6脉动换流器产生的5，7次谐波电流.然而，该接法却存在不足之处，由铁芯饱和等原因引起3次谐波由于绕组中没有3次谐波电流流通回路，因而铁芯中谐波磁通较大，从而引起网侧的3次谐波及变压器铁芯振动噪音问题.新型12脉波感应滤波换流变压器及工作机理如图3所示.对于某一变压器本体来说，若有3次谐波电流则无3次谐波磁通，若有3次谐波磁通则无3次谐波电流.因此对于Y-Y联接的换流变压器，其工作时铁芯中必有3次谐波磁通，因而会在一次侧引起3次谐波电势，从而形成一次侧流通的3次谐波电流.对于Y-△联接的换流变压器，由于其本身已具有3次谐波电流回路，因此其变压器铁芯中的3次谐波磁通会小于Y-Y联接的换流变压器.相对于传统Y-Y联接的换流变压器，感应滤波换流变压器增加了3次谐波电流流通回路，能有效削弱铁芯中的3次谐波磁通，这样既降低了一次侧的3次谐波含量，又降低了由3次谐波引起的铁芯振动噪声.而感应滤波换流变压器采用滤波绕组相互并联的方式，让5，7次谐波电流在各相并联线路之间形成环流而相互抵消，因此可以在12脉动变压器网侧电流汇流之前便能有效地消除5，7次谐波电流，而汇流后可更进一步降低12脉动整流系统中所引起的5，7次谐波.由于新型方案为3，5，7次等谐波电流提供回路，因此能有效地降低换流变压器铁芯中相应的谐波磁通，一方面可阻止这些谐波流通变压器而进入网侧，另一方面还可降低由这些谐波引起的换流变压器铁芯振动噪音.此外，相比于滤波绕组单独连接的方式，采用滤波绕组并联的接线方案还可以减少交流滤波器和并联电容器的分组，以节省设备的占地面积.2 特高压直流输电系统电磁暂态模型本文以酒泉湖南±800 kV的特高压直流输电工程为案例，揭示基于新型换流变压器的直流输电系统所具有的独特的谐波抑制机理.根据酒泉湖南±800 kV特高压直流输电工程的实际参数，采用PSCAD/EMTDC仿真软件并参照CIGRE HVDC标准模型，建立了±800 kV特高压直流接入750 kV交流电网的电磁暂态仿真模型，如图4所示.采用网侧滤波功补方案的常规模型及采用感应滤波技术的新型模型进行比较，其中新型模型仅对750 kV侧采用新型滤波绕组并联型换流变压器，揭示基于新型换流变压器的特高压直流输电系统所具有的独特的谐波特性.2.1 仿真模型参数1）交流系统参数送电端额定容量10 000 MVA，额定电压为770 kV，稳态电压范围750～800 kV；受电端额定容量为10 000 MVA，额定电压为525 kV，稳态电压范围500～550 kV.2）交流滤波器及并联电容器①常规模型送电端交流母线处接入的交流滤波器及并联电容器参数如表1所示.受电端交流母线处接入的交流滤波器及并联电容器参数如表2所示.②新型模型由于送电端采用了感应滤波技术，因而交流滤波器及并联电容器连接在换流变压器500 kV等级滤波绕组上，且由于采用的Δ接滤波绕组可对3次及其倍数次的谐波有滤除作用而不必投入HP3滤波器，因此为保证系统无功平衡，并联电容器需适当增大，相关的参数如表3所示.由于只对送电端采用感应滤波技术，因此受电端交流母线处接入的交流滤波器及并联电容器参数基本维持不变，仍如表2所示.3）直流滤波器仿真模型按实际工程采用的直流滤波器型式及参数建模，即每个换流站装设12/24和2/39双调直流谐滤波器各一台，参数如表4所示.4）换流阀换流站的阀组均采用每极2个12脉动换流单元串联接线的接线方式，2个12脉动阀组串联电压按±（400+400） kV分配.5）换流变压器①常规模型实际工程设计中，送电端换流变压器为单相双绕组变压器，单台容量412.3 MVA，联接成Y/Y和Y/△两种接线形式，等效阻抗均为0.23，网侧绕组额定电压444.56 kV，Y/Y接变压器阀侧绕组额定电压100.99 kV，Y/△接阀侧绕组额定电压174.92 kV；受电端换流变压器也为单相双绕组变压器，单台容量378.56 MVA，联接成Y/Y及Y/△两种接线形式，等效阻抗为0.18，网侧绕组额定电压303.11 kV，Y/Y接变压器阀侧绕组额定电压92.73 kV，Y/△接阀侧绕组额定电压160.61 kV.仿真模型中，送电端换流变压器为三相双绕组变压器，单台容量为1 236.9 MVA，分为Y/Y和Y/△两种，等效阻抗0.23，网侧绕组额定电压770 kV，阀侧绕组额定电压均为174.92 kV；受电端换流变压器为三相双绕组变压器，单台容量1 135.68 MVA，接线形式分Y/Y和Y/△两种，等效阻抗0.18，网侧绕组额定电压525 kV，阀侧绕组额定电压均为160.61 kV.②新型模型在新型仿真模型中，送电端换流变压器为三相三绕组变压器，单台容量为1 236.9 MVA，分为Y/Y/△和Y/△/△两种，网侧阀侧等效阻抗0.23，网侧绕组额定电压770 kV，阀侧绕组额定电压为174.92 kV，滤波绕组额定电压500 kV；受电端换流变压器不变，与常规模型的一样.6）直流输电线路仿真模型的直流输电线路额定功率8 000 MW，额定电压±800 kV，额定电流5 000 A，线路长度为2 381.93 km，直流线路电阻为8.92 Ω，换流站接地电阻均为1 Ω.2.2 方案对比与分析2.2.1 无功平衡效果对比及分析对于新型模型，由于3次谐波滤波器已不需要装设，因此原方案的并联电容器组的容量需加大，又由于并联电容器组的占地面积比交流滤波器的要小，因此在节省3次滤波器总占地面积的基础上，BP11/13，HP24/36交流滤波器组和并联电容器组在实际工程中的分组可以更加灵活.从系统稳态的角度，常规模型和新型模型均能较好地实现系统的无功平衡，分别如图5和图6所示.2.2.2 谐波抑制效果对比及分析对于滤波效果的分析，两个平列，测试点均位于送电端，分别检测750 kV总交流电流及单个换流变压器一次侧电流.无滤波器投入、采用常规网侧滤波和采用感应滤波3种方案下的电流波形如图7～图9所示.由图7可看出，两种方案均对750 kV总交流电流滤波产生较好的效果.但是从单个6脉动换流变压器一次侧电流波形来看，可知常规网侧滤波效果很差，而感应滤波取得良好的谐波抑制效果，如图8和图9.为便于分析与对照，将3种方案下的电流谐波含量相关数据列于表5～表7中.根据表5可求得采用常规滤波与采用感应滤波方案情况下的750 kV交流侧总电流谐波滤除率，见表8.并作出柱状图进行对比，如图7～图10所示.在不投入任何交流滤波器的情况下，750 kV交流侧总电流的谐波成分如表5中第2行所示，该电流含少量3次非特征谐波及较多的11，13，23，25次等12脉动特征谐波；单个换流变压器一次侧的电流的谐波成分如表6和表7中第2行所示，含较大量的5，7，11，13次等6脉动特征次谐波.本文以不投入交流滤波器和并联电容器的情况为参考基础，对采用常规网侧滤波功补方案与采用感应滤波方案进行对比，主要关注两种方案对上述谐波的滤除率.在750 kV交流母线处投入常规设计的750 kV电压等级的滤波器情况下，750 kV交流侧总电流的谐波成分如表5中第3行所示；单个换流变压器一次侧电流的谐波成分如表6和表7中第3行所示.因此，对于常规设计的滤波方案，除3次谐波无较明显滤除效果外（该HP3设计在150 Hz的阻抗较大，滤波效果受到一定影响），该方案对750 kV交流侧总电流的各次谐波的滤除率见表8第2行，显示出较好的谐波抑制效果.然而，对于单个换流变压器一次侧的谐波电流滤除情况，常规方案则基本没有滤除效果.这说明了虽然在交流网侧母线处安装滤波器能够取得良好的谐波抑制效果，但是由换流阀产生的谐波电流却能完全经换流变压器而流至交流母线处，这样换流变压器就完全遭受到了谐波对它的不良影响，包括其损耗增大和铁芯振动噪音增大等.本文所提感应滤波技术的方案，在原有双绕组换流变压器的基础上增加电压等级为500 kV的感应滤波绕组，并将750 kV侧的每个12脉动单元的两个感应滤波换流变压器的感应滤波绕组连接成并联的形式后，接入500 kV电压等级的滤波器及并联电容器.在此情形下，750 kV交流侧总电流谐波含量如表5中第4行所示；单个换流变压器一次侧的电流谐波含量如表6和表7中第4行所示.与不采取任何谐波抑制方法情况相比较，采用感应滤波绕组并联方案对750 kV交流侧总电流的各次谐波的滤除率见表8第3行.与常规网侧滤波方案相比，仿真结果表明：采用并联型感应滤波绕组方案在无需安装3次滤波器的情况下就能滤除750 kV侧总电流近90%的3次谐波电流.此外，本滤波方案对各特征谐波的滤除率要比常规方案的高（参见表8及图10和图11），分别为：11次谐波滤除率提高9.27%，13次提高7.73%，23次提高28.88%，25次提高34.39%，35次提高22.61%，37次提高30.65%.而在改善每个换流变压器一次侧电流质量方面，图12和图13更是清楚地说明了感应滤波绕组并联滤波方案具有常规网侧滤波方案所不具备的优势.3 结论本文以酒泉湖南在建的特高压直流输电工程为案例进行实施新方案的可行性研究，基于酒泉湖南±800 kV特高压直流输电工程案例而建立的特高压直流接入750 kV交流电网的PSCAD/EMTDC仿真模型，采用新型滤波绕组并联的感应滤波技术与常规网侧滤波及功补相比显示出如下的优势：1）感应滤波换流变压器的滤波绕组电压等级为500 kV，接入的交流滤波器及并联电容器的500 kV电压等级比常规方案的750 kV要低，可节省滤波器及并联电容器的投资成本.2）感应滤波技术利用换流变压器的电磁潜能和安匝平衡原理，在换流变压器内部对谐波磁通进行清除，可有效地抑制谐波电流对换流变压器本体的危害，降低换流变压器因谐波而引起的损耗和振动噪音.3）感应滤波技术在原换流变压器的基础上增加三角形联接的滤波绕组，为3次谐波电流提供回路，不需要3次滤波器组就能有效清除交流电网侧的三次谐波，节省了常规网侧滤波方案的三次滤波器组的投资成本和占地面积.4）采用最新的滤波绕组并联方式，一方面，可以为每个6脉动单元换流变压器一次绕组的5，7，17，19次等谐波电流提供环流回路，在汇流之前便能清除上述谐波电流，特别是为Y/Y型换流变压器一次绕组的3次谐波电流提供回路；另一方面，每个12脉动单元只需一个大组的交流滤波器和并联电容器，克服了传统滤波绕组不并联方式下需要单独两组的缺点.5）由于不再需要HP3交流滤波器，因而BP11/13，HP24/36交流滤波器和并联电容器的分组容量可以更加灵活.6）新型滤波绕组并联的感应滤波技术显示出比常规网侧滤波方案更好的谐波抑制优势.参考文献[1] 舒东胜，王甜，徐箭，等.湖北电网消纳蒙鄂特高压直流能力研究[J].电力建设，2015，36（3）：59-64.SHU Dong-sheng，WANG Tian，XU jian，et al. Accommo-dating power ability of UHVDC transmission lines from mengxi to hubei province[J]. Electric Power Construction，2015，36（3）：59-64. （In Chinese）[2] 齐旭，曾德文，史大军，等.特高压直流输电对系统安全稳定影响研究[J].电网技术，2006，30（2）：1-6.QI Xu，ZENG De-wen，SHI Da-jun，et al.Study on impacts of UHVDC transmission on power system stability[J]. Power System Technology，2006，30（2）：1-6. （In Chinese）[3] 喻新强. 国家电网公司直流输电系统可靠性统计与分析[J]. 电网技术，2009，33（12）：1-7.YU Xin-qiang. Statistics and analysis on reliability of HVDC power transmission systems of state grid corporation of China[J]. Power System Technology， 2009，33（12）：1-7. （In Chinese）[4] 黄道春，魏远航，钟连宏，等.我国发展特高压直流输电中一些问题的探讨[J].电网技术，2007，31（8）：6-12.HUANG Dao-chun，WEI Yuan-hang，ZHONG Lian-hong，et al. Discussion on several problems of developing UHVDC transmission in China[J]. Power System Technology，2007，31（8）：6-12. （In Chinese）[5] 陈锡磊，周浩，沈扬，等.溪洛渡浙西±800 kV/7 500 MW特高压直流输电工程主回路参数设计[J].电网技术，2011，35（12）：26-32.CHEN Xi-lei，ZHOU Hao，SHEN Yang，et al.Study and design of main circuit parameters for 800 kV/7 500 MW DC power transmission project from Xiluodu to Zhexi[J]. Power System Technology ，2011，35（12）：26-32.（In Chinese）[6] 邱伟，钟杰峰，伍文城.±800 kV云广直流换流站无功补偿与配置方案[J].电网技术，2010， 34（ 6）： 93- 97.QIU Wei，ZHONG Jie-feng，WU Wen-cheng. Reactive power compensation scheme and its configuration for converter station of ±800 kV DC power transmission project from yunnan to Guangdong[J]. Power System Technology，2010，34（ 6）：93- 97. （In Chinese）[7] 殷威扬，杨志栋.特高压直流工程无功平衡和补偿策略[J].高电压技术，2006， 32（9）：50-54.YIN Wei-yang，YANG Zhi-dong.Study on reactive power balance and compensation strategy for UHVDC project[J].High Voltage Engineering，2006， 32（9）：50-54. （In Chinese）[8] 杜忠明.贵广第二回直流输电工程换流站无功补偿的研究[J].电网技术， 2006，30（10）： 69-74.DU Zhong-ming. Study on reactive power compensation for the secondary HVDC project from guizhou to guangdong[J]. Power System Technology，2006，30（10）： 69-74. （In Chinese）[9] 莫丽琼.±800 kV特高压直流输电系统谐波不稳定研究[J].电力自动化设备，2012，32（5）：118-122.MO Li-qiong. Study of harmonic instability for ±800 kV UHVDC system[J]. Electric Power Automation Equipment，2012，32（5）：118-122.（In Chinese）[10]罗隆福，李季，许加柱，等.基于新型换流变压器的谐波治理研究[J]. 高压电器，2006， 42（2）： 96-98.LUO Long-fu， LI Ji， XU Jia-zhu，et al. Study on harmonic treatment based on new type converter transformer[J]. High Voltage Apparatus，2006， 42（2）： 96-98. （In Chinese）[11]许加柱，罗隆福，李季，等.自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的接线方案和原理研究[J].电工技术学报，2006， 21（9）： 44-50.XU Jia-zhu， LUO Long-fu， LI Ji， et al. Principle and connection scheme of self-coupled compensating and suppressing harmonic converter transformers[J]. Transactios of China Electrotechnical Society，2006， 21（9）： 44-50. （In Chinese）[12]李勇，罗隆福，许加柱，等.采用新型换流变压器的直流输电稳态模型[J]. 电力系统自动化，2006，30（21）：28-32.LI Yung， LUO Long-fu. XU Jia-zhu， et al. Steady state model of the DC transmission with new type converter transformer[J]. Automation of Electric Power Systems，2006，30（21）：28-32. （In Chinese）[13]LI Yong， ZHANG Zhi-wen，REHTANZ C ，et al. Study on steady- and transient-state characteristics of a new HVDC transmission system based on an inductive filtering method[J]. IEEE Transactions on Power Electronics， 2011， 26（7）： 1976-1986.[14]LI Yong， LUO Long-fu，REHTANZ C，et al. Study on characteristic parameters of a new converter transformer for HVDC systems[J]. IEEE Transactions on Power Delivery， 2009， 24（4）： 2125-2131.[15]LI Yong， ZHANG Zhi-wen，REHTANZ C. A new voltage source converter-HVDC transmission system based on an inductive filtering method. [J]. IET Generation， Transmission & Distribution， 2011， 5（5）： 569-576.。
高压直流输电谐波抑制
高压直流输电谐波抑制1.高压直流输电换流站之前对于高压直流输电系统，重要的环节就是换流站的整流环节和逆变环节。
因此我们通过一个典型的双桥整流站，运行在工况4-5下，分析高压直流系统下的电流特征。
如图1所示，给出了不计换相过程换流变压器网侧、阀侧及交流系统相电流的波图形。
其中换流变压器Y/Y 型联结的两侧电流以及Y/Δ型连接的阀侧电流为i A1（式1所示），Y/Δ型网侧电流为i A2(式2所示)。
i A1的级数展开式为：()()()()()()()()()] 25cos 25123cos 23119cos 19117cos 17113cos 13111cos 1117cos 715cos 51[cos 321⋅⋅⋅+-+-+-+-=wt wt wt wt wt wt wt wt wt i i d A π （1） i A2的级数展开式为： ()()()()()()()()()] 25cos 25123cos 23119cos 19117cos 17113cos 13111cos 1117cos 715cos 51[cos 322⋅⋅⋅+--++--+=wt wt wt wt wt wt wt wt wt i i d A π(2)由式1和2可得，A 相电流表达式为上式两项之和：i A2()()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅⋅+-+-=wt wt wt wt wt id 25cos 25123cos 23113cos 13111cos 111cos 322π图12.高压直流输电谐波分析本课题是针对高压直流输电系统中，使用12脉波换流器的系统进行谐波分析的。
在理想工况的运行下，系统存在特征谐波。
但是实际直流输电工程的运行工况不可能是 理想的，因此还存在非特征谐波。
2.1谐波的基本概念国际上给出的谐波是如下定义的：“谐波”是一个周期电气量的正弦波的分量，其 频率为基波频率的整数倍。
正弦电压表达式如下.)sin(2)(ϕ+=wt u t u (1)式中u 为电压有效值，。
Chap4.3 换流站直流侧特征谐波
直流侧的电压Ud不但含有直流分量Vd，也含有各次谐波分 量Udn，因此可表示为：
Ud Vd Udn
ud 1.35Ul cos C1 sin(t 1 ) C6 sin(6t 6 ) 0 C6k sin(6kt 6k )
M L Id 11 1 31 51 + d
e Li i o A eS A e B B C i
C
1 LC
i i A i B 1 i i A i B 2
i i a ic 1 b
1
a 1
b1 c1
ud1
T 1
ABC
LC 2
T 2
i i a i i bc 2 a i’ 2 ’ 2
c2 b 2
41 61 21 N M2 1 12 32 5 _ a2 2
0
h( 24 0) h 24 h 24 h 24 h 24 h 24 6 6
5
400
V(24)/Vd0,%
9
6
U(24) / Ud0,%
b2
c2
42 62 22 N2
2013-6-16
4
12脉动换流器 谐波电压的反相分量将在换流桥内抵消，只有同相分 量将在线路中产生谐波电流。 对于n=6,18,30,…次谐波电压来说，因大小相等、 方向相反，故串联后总电压为0； 对于n=12,24,36,…次谐波电压来说，因大小、相 位均相等，故串联后总电压为6脉动换流器相应谐 波分量的2倍；
HVDC系统的谐波及其抑制
HVDC系统的谐波及其抑制摘要：目前，高压直流(HVDC)输电在远距离、大容量方面独具优势，其输电技术在我国已经得到了广泛地应用，并且在今后几十年中，在我国还将有更为广阔的应用前景。
但高压直流输电中的换流变压器是一大功率、非线性电子元器件，系统中由于大功率电力电子设备的投入，谐波问题也随之产生。
在查阅了相关资料文献的基础上，结合自己的理解，摘录出如下方面关于HVDC系统的谐波及其抑制的内容：（1）高压直流输电系统中的谐波及其危害（2）高压直流输电系统中谐波的类型（3）高压直流输电系统谐波的分析和抑制措施关键字：高压直流输电系统，谐波，特征谐波，非特征谐波1.绪论1.1引言：自1954 年世界上第一个工业直流输电工程在瑞典投运以来，高压直流输电的商业化运行已有50 年的历史。
与交流输电相比，直流输电具有非同步联络能力线路输送容量大，网损小功率易控制等优点。
直流输电在我国已经得到了广泛地应用。
但是，直流输电带来巨大经济利益的同时，也给系统运行带来了新的挑战。
因为换流变压器是一大功率、非线性电子元器件，在系统中产生大量非特征和特征谐波，对供电质量是一种“污染”，严重干扰周围通信系统，而且使输电系统电气设备发热而损坏，严重时在输电系统产生并联和串联谐振。
因此，对谐波的分析方法提出来更新、更高的要求。
1.2谐波的定义：在电力系统中理想的交流电压与交流电流是呈正弦波形的，当正弦电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上时，仍为同频率的正弦波。
但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。
对这些非正弦电量进行傅立叶级数分解，除得到与电网基波频率相同的分量外，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分分量就称为谐波。
1.3 谐波的产生及其危害：图1 直流输电系统接线示意图图 2 id 及Ud 波形图 1 为HVDC 系统示意图。
如图2 所示。
在换流桥直流侧整流电压Ud 不是一个纯直流电压波形，而交流侧电流Id 为一非正弦波形。
第三章 直流输电系统中的谐波和滤波器.ppt
第三章
二、谐波的危害ü
四、特征谐波分析的假设条件
五、谐波分析方法
3.2
3.2.1 换流器
二、换流变网侧电流特征谐波()
三、电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波()
电源侧电流特征谐波的特性()
电源侧电流特征谐波的特性()0=
电源侧电流特征谐波的特性()
3.2.2
单桥整流电压中的特征谐波
整流电压平均值
32
单桥整流电压中的特征谐波
空载时，第h 次谐波电压有效值
ü2d h h
U
空载时，第h 次谐波电压相位
二、
ü
整流电压平均值
单桥整流电压的特征谐波ü第h次谐波电压有效值
第h次谐波电压相位
整流电压平均值
2cos()
d h h h
U h t ×
222
2cos sin U h
2212
122cos(2)
2
C C C C +
单桥整流电压中特征谐波的特性
工程中直流侧电压谐波分析方法：
3.3
非特征谐波产生的原因
HVDC
u p61
e ca
u
e ca p62
双桥换流变网侧电流波形
p61e
u p61
e ca。
特高压直流输电系统非特征谐波分析
特高压直流输电系统非特征谐波分析发布时间：2021-05-27T06:13:19.240Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期作者：张洪超李雪莹[导读] 特高压直流输电(UHVDC)以其特有的大容量、远距离，高电压等优点，近年在国内迅速发展起来。
国网蒙东检修公司伊敏换流站内蒙古呼伦贝尔市 021000摘要：特高压直流输电(UHVDC)以其特有的大容量、远距离，高电压等优点，近年在国内迅速发展起来。
目前国内已陆续建成向家坝。
云南一广东，云南普洱一广东江门浙江金华等6条+800 kV特高压直流输电系统。
特高压输电工程中换流站内主要的设备包括换流变压器、交直流滤波器、平波电抗器、换流阀等。
关键词：特高压直流输电系统非特征谐波前言交流输电在电力发展过程中发挥了很大的作用，随着电力系统的发展，用交流联网来形成同步大电网会存在稳定性等问题，高压直流输电在输送距离和输送容量等方面都具有巨大的技术优势。
一、我国特高压直流输电发展现状我国是世界上最大的能源消费国，但能源资源相对匮乏，石油、天然气对外依赖程度分别达到60％和30％左右。
面向未来，要实现党的十八大提出的“两个一百年”宏伟目标，打造“中国经济升级版”，我国能源需求将保持刚性增长。
根据相关机构预测，然而在我国，能源供应能力的提升受到“两个不均衡”的制约。
一个是能源资源分布不均衡，西部能源资源含量丰富，而东中部却较为稀少；另一个是各地区的经济发展不均衡，东中部经济相对发达，对能源的需求量较大，而西部经济总量较小，对能源的需求量也相对较小。
在过去，由于电力输送容量和输送距离的限制，我国一直采用“就地平衡”的发展方式，也就是在东中部负荷中心建设大量电厂，以满足生产生活用电需求。
然而随着我国经济的持续高速发展，东中部地区的电力供应逐年吃紧。
与此同时，北煤南运、西煤东运的格局导致了我国煤电运输能力紧缺、煤电价格循环上涨、环境污染等一系列问题。
因此迫切必须转变“过度依赖输煤”的能源配置方式和“就地平衡”的电力发展方式，大力发展特高压电网，让“电从远方来”尤其是近年来，我国能源开发加速向西部和北部转移，能源基地与负荷中心的距离越来越远。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
直流输电系统谐波（harmonics of DC transmission system）......................................................................................................................... zhiliu shudian xitong xiebo 条题编号：706012
直流输电系统谐波（harmonics of DC transmission system）直流输电换流器的交流侧与直流侧的电流与电压中所存在的频率为换相电压基波频率整数倍的各正弦分量。
换流器对交流系统来说它还是一个谐波电流源，而对直流线路来说它还是一个谐波电压源。
谐波与基波的频率之比称为谐波次数。
谐波的大小和相位可以从波形的傅立叶分析得到。
直流输电系统的谐波有特征谐波和非特征谐波。
这些谐波对交、直流系统中的设备及邻近的通信系统都有不良影响和危害。
往往需要采取措施加以疏导和抑制，使谐波分量能符合有关技术标准的规定。
特征谐波在以下理想条件下，换流器产生的谐波称为特征谐波。
①换相电压为三相对称的正弦基波电压；②换流各相的换相电抗相等；③换流阀的触发脉冲等距；④换流器直流侧电流为一恒定的直流电流。
对换流器交、直流侧的电流和电压波形进行傅立叶分析可知，一个脉动数为P 的换流器，在理想条件下，交流侧的谐波次数为n=kp±1次，k为正整数，其中kp+1次为正序，kp-1次为负序；直流侧的谐波次数为n=kp次。
对6脉动和12脉动换流器，交流侧分别产生5，7，11，13……次和11，13，23，25……次的特征谐波；直流侧分别产生6，12，18……次和12，24，36次的特征谐波。
交流侧谐波电流的大小与触发角a(或关断角g)和换相角m有关，并且谐波次数愈高其有效值愈小。
当换相角为零时（电流波形为宽120°电角度的矩形波），n次谐波电流的有效值为基波电流有效值的1/n。
谐波电流随换相角的加大或触发角（或关断角）的减小而减小。
直流侧特征谐波电压的大小随触发角a（或关断角g）的加大而增大并与换相角m有关，而换相角m又与直流电流、换相电抗以及a（或g）角有关。
因此，12脉动换流器比6脉动换流器的谐波特性有很大的改善，这也是目前换流站只采用12脉动换流器作基本换流单元的主要原因。
12脉动换流器是由换相电压的相位相差30°的两个6脉动换流器串联而成，通常30°的相位差是由换流变压器阀侧线圈采用Y 和△接线来实现。
换流站交流侧谐波电流，按交流电网谐波阻抗的分布情况，流入交流电网，产
生谐波电压，畸变交流电压波形；直流侧的谐波电压加在平波电抗器，直流滤波器和直流输电线路组成的直流网络上，产生谐波电流。
为了计算这些谐波电压和电流的分布，通常是将换流站交流侧各次谐波电流视为谐波电流源，应用交流系统对应的各次谐波阻抗等值网络分别求解；而将直流侧各次谐波电压视为谐波电压源，应用直流网络对应的各次谐波的等值网络分别求解。
也可以采用统一计算交、直流系统中特征谐波潮流的方法来进行分析。
非特征谐波在各种非理想条件下，换流器交、直流侧所产生的，除特征谐波以外的其它各次谐波，均称为非特征谐波。
常见的非特征谐波有交流系统中的3次谐波以及由此而产生的换流器交、直流侧的非特征谐波，直流侧的9次和18次谐波等。
非特征谐波的计算分析比较复杂。
通常是对各种因素分别单独考虑，经简化处理，得出交流侧和直流侧的非特征谐波电流和电压，把它们视为谐波电流和电压源，来计算交、直流网络中的非特征谐波电流和电压的分布。
直流输电系统的特征谐波和非特征谐波也可以用EMTP(电磁暂态程序)和FFT(快速付立叶转换)程序进行计算分析，结果较为精确，交流系统部分可适当的简化以节省机时。
谐波危害直流输电系统所产生的谐波对交流系统和换流器本身的运行以及邻近的通信系统都将产生影响或危害。
电力系统中运行的发电机，电动机，电容器，电抗器等电器设备，在谐波的作用下，将产生附加损耗，发热和振动。
也可能在某一谐波频率下，发生局部的谐波谐振，使某些设备受到过电压，过热或损坏。
直流线路和有关交流线路的谐波电流和电压，通过电磁和静电感应，对邻近和并行的通信系统产生谐波噪声干扰。
此外，谐波对继电保护和自动装置的性能和动作，对测量仪表的准确度也可能产生影响。
谐波标准为了减少谐波的影响和危害，许多国家都制订了自己的谐波标准，以限制电力系统中所允许的谐波含量。
中国于1993年也制订了“电能质量公用电网谐波”的国家标准(GB/T 14549－93)，对电力系统中各点的谐波电压畸变率以及用户注入电力系统的各次谐波电流有效值均有规定。
在进行直流输电换流站交、直流滤波装置设计时，一般按IEC919－１所推荐的“高压直流输电系统的性能” 第一部分“稳态条件”中关于交、直流滤波器的设计准则来考虑。
谐波抑制为使谐波电压和电流满足谐波标准规定的要求，往往需要对谐波进
行抑制以减少谐波含量。
从理论上说，增加换流器的脉动数，可以提高特征谐波的次数，从而有效地降低特征谐波分量。
例如可以采用十八及以上脉动数的换流器，以进一步减小谐波。
但由于换流变压器绕组接线和绝缘都比较复杂，制造费用以及备品都要增多，因此实际工程中还没有采用过。
目前，在换流器交流侧抑制谐波的主要措施是装设换流站交流滤波装置以吸收谐波电流，使流入交流系统的谐波电流减小并从而降低谐波电压。
在直流侧则主要利用平波电抗器来减少谐波。
直流系统的谐波主要受限制于直流线路对通信的干扰，当不满足要求时，需设置换流站直流滤波装置。
参考书目
浙江大学发电教研室.“直流输电” 1985年第一版
中华人民共和国国家标准“电能质量公用电网谐波”1993年7月发布。
IEC 919－1 Performance of HVDC Systems Part I: Steady-State conditions First edition 1988。