[发明专利]一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法。

背景技术

电磁暂态仿真工具EMTDC(Electromagnetic Transients for DC system)常用于研究高压直流输电系统的运行特性，其中换流站直流侧的直流电压谐波特性和直流电流谐波特性是影响高压直流系统安全稳定运行的关键因素，是研究直流运行特性的重点研究对象，而总直流谐波畸变率(DC TotalHarmonic Distortion Ratio，DTHD)是直流谐波特性的重要衡量指标。

EMTDC仿真工具的谐波畸变率THD(Total Harmonic Distortion)计算模块“Harmonic Distortion Calculator”只用于衡量交流谐波对交流基波的畸变程度，无法计算谐波对直流电压或直流电流的畸变程度，因此无法评估直流谐波对高压直流系统安全稳定运行的影响，若直流谐波畸变率过高，将直接影响直流系统的安全稳定运行。

因此，提出一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术无法计算谐波对直流电压或直流电流的畸变程度，因而不能给直流系统提供有效的安全参考技术问题，提供一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法，便于更好地利用EMTDC仿真工具评估换流站直流侧的直流电压谐波特性和直流电流谐波特性。

为实现以上目的，本发明采取了如下的技术方案：一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法，其包括如下步骤：

S1：对测量信号X进行快速傅立叶变换(FFT)，求取X的直流分量X₀和交流基波分量X₁，其中X为直流电流(含谐波分量)或直流电压(含谐波分量)；

S2：采用“Harmonic Distortion Calculator”模块计算谐波对交流基波的总畸变率THD；

S3：将谐波对交流基波的总畸变率THD与交流基波分量X₁相乘，得到2次以上谐波含量均方根值

S4：将乘方，再与求和，最后将其求和结果开方，得总谐波含量均方根值

S5：将总谐波分量的有效值除以直流分量X₀的绝对值，得到直流谐波畸变率DTHD；

根据上述步骤，得到如下直流总谐波畸变率DTHD的计算公式：

DTHD=Σi=1nXi2X0]]>

式中：X₀为直流电压或是直流电流分量；

X_i为第i次电压谐波或是电流谐波分量有效值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的这种直流谐波畸变率计算方法，在得到直流谐波畸变率的数值后，能有效评估直流谐波对高压直流系统安全稳定运行的影响，防止因直流谐波畸变率过高而影响直流系统的安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明直流总谐波畸变率计算过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

由于现有技术的EMTDC谐波畸变率THD的计算模块“HarmonicDistortion Calculator”主要用于衡量交流谐波对交流基波的畸变程度，因此为计算谐波对直流电压或直流电流的畸变程度，需作适当的变换。

本实例提出了一种基于EMTDC仿真工具的直流谐波畸变率计算方法，其实现步骤如下：

S1：对测量信号X进行快速傅立叶变换(FFT)，求取X的直流分量X₀和交流基波分量X₁，如图1中标S1的区域所示，其中X为直流电流(含谐波分量)或直流电压(含谐波分量)；

快速傅立叶变换FFT为现有的计算模块，简单介绍如下：