交流系統(tǒng)諧波阻抗等值與背景諧波分析.pdf

1、在電力系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中，特別是對(duì)于直流輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，交流系統(tǒng)的諧波等值阻抗與系統(tǒng)中背景諧波電壓的分布特性，是兩個(gè)非常重要的參數(shù)。交流系統(tǒng)的諧波等值阻抗在基頻下可以根據(jù)觀察點(diǎn)交流母線（在直流輸電系統(tǒng)中通常是指換流站交流母線）上的短路容量來(lái)獲得，但是，對(duì)于直流輸電系統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)，只知道交流系統(tǒng)基頻下的等值阻抗還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須知道交流系統(tǒng)等值阻抗在感興趣的頻率范圍內(nèi)的變化特性，以及換流站交流母線上（通常為觀察點(diǎn)）背景諧波的分布特性。

2、關(guān)于交流系統(tǒng)等值阻抗的頻率特性以及換流站交流母線背景諧波的分布特性，不但需要考慮直流輸電系統(tǒng)投運(yùn)年的情況，而且還要考慮直流輸電系統(tǒng)投運(yùn)后幾十年內(nèi)的變化情況。因此通常采用程序計(jì)算的方法來(lái)分析直流輸電系統(tǒng)投運(yùn)后幾十年內(nèi)從換流站交流母線看出去的交流系統(tǒng)等值阻抗的頻率特性以及換流站交流母線上背景諧波的分布特性。對(duì)于每個(gè)水平年，計(jì)算交流系統(tǒng)等值阻抗的頻率特性時(shí)應(yīng)考慮電力系統(tǒng)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)的變化。 以往國(guó)內(nèi)在直流輸

3、電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，交流系統(tǒng)諧波阻抗等值采用的程序是加拿大泰西蒙公司的NIMSCAN程序，目前看來(lái)該程序存在很多不足，如掃描過(guò)程過(guò)于繁鎖，不能與PSS/E等通用程序兼容等。由于我國(guó)目前普遍使用的電力系統(tǒng)分析程序是中國(guó)版BPA及PSS/E，這兩個(gè)程序的基本功能是潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算和穩(wěn)定性分析等，然而，它們都沒(méi)有交流系統(tǒng)全頻段等值和諧波分析的功能。因此，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)一個(gè)利用PSS/E和BPA的原始潮流數(shù)據(jù)進(jìn)行交流系統(tǒng)全頻段等值和諧波

4、計(jì)算的程序非常必要，對(duì)實(shí)現(xiàn)直流輸電工程設(shè)計(jì)的自主化具有重要意義。 本論文著重研究了進(jìn)行交流系統(tǒng)阻抗等值和背景諧波計(jì)算時(shí)，應(yīng)該如何建立電力系統(tǒng)中各元件的諧波分析模型，進(jìn)而掃描獲得感興趣頻率范圍內(nèi)的交流系統(tǒng)等值阻抗的頻率特性，同時(shí)，在已知各諧波源位置以及所產(chǎn)生的諧波電流的頻譜的前提下，可以計(jì)算任意交流母線上的背景諧波電壓及其總畸變率。另外，文章從直流輸電工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需要出發(fā)，結(jié)合目前我國(guó)電力系統(tǒng)的主流軟件PSS/E和BPA，詳細(xì)闡

5、述了如何利用PSS/E的*．raw潮流數(shù)據(jù)文件與BPA的*．DAT潮流數(shù)據(jù)文件和*．SWI穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件，建立交流系統(tǒng)中各元件在諧波頻率下的數(shù)學(xué)模型，采用單一頻率下正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分析法，掃描計(jì)算交流系統(tǒng)的等值阻抗和背景諧波電壓畸變。 在本論文的研究過(guò)程中，作者通過(guò)研究大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，掌握并總結(jié)了在諧波分析過(guò)程中，電力系統(tǒng)各元件的建模方法和模型選擇的原則，并且，掌握了背景諧波水平的分析計(jì)算方法。在從工程實(shí)際出發(fā)應(yīng)用，針對(duì)目前電