[发明专利]一种计及双侧影响的谐波不稳定分析方法

摘要

本发明公开一种计及双侧影响的谐波不稳定分析方法，在12脉动换流器系统中，计算换流变压器网侧的交流电流幅值和直流侧的直流电压，再计算考虑换流变压器铁芯饱和激发的直流偏磁效应的整流侧和逆变侧两端换流变压器网侧二次谐波电流；计算在整流侧和逆变侧的交流二次谐波电流分别作用于各自交流系统二次谐波阻抗上时产生的交流正序二次谐波电压，进而计算直流基频电压及直流基频谐波电流，最后比较调制前后直流基频电流的幅值，得到直流输电系统谐波不稳定风险的评估方法。本发明基于开关函数调制理论，根据铁芯饱和谐波不稳定机理，综合考虑两端换流器及交直流系统间的谐波等值阻抗和换相过程的影响，能有效地判定系统是否发生谐波不稳定。

主权项

1.一种计及双侧影响的谐波不稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在12脉动换流器系统中，换流变压器网侧的交流电流幅值和直流侧的直流电压为：式中：|I_d(n‑1)|、|I_d(n+1)|分别为直流(n‑1)次和(n+1)次谐波电流幅值；为直流电流调制而得的a相交流n次正、负序谐波电流幅值；|U_d1n|、|U_d2n|分别为交流正、负序电压调制得到的直流n次谐波电压幅值；分别为交流a相(n‑1)次和(n+1)次谐波电压幅值；μ为换相角；N为换流变压器网侧与阀侧的变比；Y和△分别为换流变压器Y/Y和Y/△连接方式；步骤2：由式(1)所示电流调制关系，即n＝2时，假设在t时刻直流系统存在一个基频谐波电流分量，设换流变压器铁芯饱和造成的直流偏磁效应所产生的二次谐波电流分量与直流基频谐波分量通过换流器调制到交流侧的直流谐波电流分量之比为k，k<1，则考虑换流变压器铁芯饱和激发的直流偏磁效应的整流侧和逆变侧两端换流变压器网侧二次谐波电流表示为：式中：r和i分别为整流侧和逆变侧；为在t时刻换流变压器网侧的交流正序二次谐波电流幅值；|I_d1(t)|为t时刻直流基频谐波电流幅值；k为二次谐波电流分量与直流谐波电流分量之比；N为换流变压器网侧与阀侧的变比；步骤3：当整流侧和逆变侧的交流二次谐波电流分别作用于各自交流系统二次谐波阻抗上时，产生的交流正序二次谐波电压为：式中：分别表示t时刻整流侧和逆变侧的换流变压器网侧交流正序二次谐波电压幅值，即交流母线电压；分别表示整流侧和逆变侧的换流变压器网侧的交流正序二次谐波阻抗模值；步骤4：经过△t时间后，两端交流电压又经换流器调制回直流侧，得到的直流基频电压为：式中：|Udr11(t+△t)|、|Udi11(t+△t)|分别表示(t+△t)时刻整流侧和逆变侧交流正序二次谐波电压调制得到的直流基频谐波电压幅值；步骤5：由直流侧等值电路看出直流系统电压由两端换流器调制而得的电压共同构成，则直流基频谐波电流为：式中：|Idr1(t+△t)|为(t+△t)时刻直流基频谐波电流幅值；|Zd1|为直流基频阻抗；步骤6：比较调制前后直流基频电流的幅值，得到直流输电系统谐波不稳定风险的评估方法：令调制前后直流基频电流的幅值的比值为λ，即由式(7)知，λ与换相角、两端交流二次谐波等值阻抗、直流基频等值阻抗、两端换流变压器变比、铁芯饱和程度有关；当λ>1时，表明谐波电流被放大，系统存在发生谐波不稳定的风险；当λ<1时，表明谐波电流被吸收，系统不存在发生谐波不稳定的风险。