[发明专利]一种交直流互补谐振判定方法

说明书

本申请一种交直流互补谐振判定方法，获取扫描频率及经过平移后频率下的谐波阻抗及阻抗相角，利用交流侧的谐波阻抗及相角，以及直流侧的谐波阻抗及相角计算经换流器调制后交流侧谐波电压在直流侧产生的谐波电压分量，根据直流侧的谐波电压分量计算调制后在直流侧产生的谐波电流，由此根据调制前后直流侧谐波电流之比是否大于1作为出现互补谐振的判据，将交直流侧的谐波阻抗相角考虑进判断过程，能够更准确判定互补谐振风险，更符合实际系统特点。

技术领域

本发明属于高压直流输电领域，具体涉及一种交直流互补谐振判定方法。

背景技术

常规的高压直流输电系统在运行时由于换流器对谐振的调制，换流器两侧的谐波往往会相互反复传递，例如交流侧的二次正序谐波电压会在直流侧产生基频谐波电压，由此在直流侧引起的谐波电流将在交流侧产生二次正序谐波电流和直流谐波电流，其中的二次正序谐波电流在换流器的调制下通过系统阻抗产生压降，进一步在直流侧产生基频谐波电流。

在反复传递谐波过程中起关键作用的是交流侧的二次谐波阻抗和直流侧的基频阻抗，当直流侧基频阻抗较小时，基频谐波电压在直流侧就会产生较大的谐波电流，进而在经过调制后在交流侧产生较大的二次正序谐波电流；而当交流侧二次谐波阻抗较大时，二次正序谐波电流又会产生较大的二次谐波电压，如此反复经过多次调制，交流侧会出现逐渐增大的二次谐波分量，直流侧出现逐渐增大的基频分量，最终导致谐波不稳定出现互补谐振。

互补谐振虽然在电网系统中时有发生，且发生机理明确，但是对于互补谐振的判定仍没有一个很明确的判据，对此无法做到事前评估。近来有学者提出针对互补谐振的判据，但是在判据推导过程中忽略了交直流侧阻抗相角的影响，由此判定的结果往往过于严苛。

发明内容

基于此，本发明提出一种交直流互补谐振判定方法，所提出的判据考虑了交直流阻抗的相角，对互补谐振有更好的判定效果。

本发明一种交直流互补谐振判定方法，包括：

S1.按照设定频率范围和扫描步长Δf分别扫描交流侧和直流侧的谐波阻抗曲线和相角曲线；

S2.根据获取的直流侧的谐波阻抗曲线和相角曲线确定频率f₀下的直流侧阻抗及阻抗相角

S3.根据获取的交流侧的谐波阻抗曲线和相角曲线分别确定频率f₀-50下的交流侧阻抗及阻抗相角和f₀+50下的交流侧阻抗及阻抗相角

S4.利用步骤S2和S3的获取结果计算经直流侧谐波阻抗产生的谐波电流

S5.当步骤S4中的谐波电流与调制前直流侧谐波电流之比大于1时判定出现互补谐振。

进一步地，步骤S4还包括：

S401.利用步骤S3的获取结果和调制前直流侧谐波电流计算交流谐波电压经换流器调制在直流侧产生的直流侧谐波电压；

S402.根据直流侧谐波电压和步骤S2的获取结果计算经直流侧谐波阻抗产生的谐波电流

进一步地，步骤S401中计算直流侧谐波电压有表示直流侧谐波电压，表示直流侧频率为f₀的谐波电流的初始相位。

进一步地，步骤S402中计算谐波电流有

进一步地，步骤S5中根据谐波电流与调制前直流侧谐波电流之比判定出现互补谐振有当时表示直流侧谐波电流被逐渐放大，系统不稳定，出现互补谐振，即互补谐振的判据为μ表示换相重叠角。

进一步地，步骤S3中若f₀-50小于0时，将f₀-50置为0。

进一步地，步骤S1的扫描步长Δf设定为Δf≤1Hz。