一种判断高压直流输电系统的谐波稳定性方法

摘要

本发明涉及一种判断高压直流输电系统的谐波稳定性方法。该方法为下述步骤：（1）、获得换流器等效二端口网络的H矩阵；（2）、利用开关函数推导出H矩阵参数表达式；（3）、利用H矩阵将换流器连接的高压直流输电系统等效成简单RLC电路，得到谐波衰减因子Re(Zcondc+Zdch)，A、若Re(Zcondc+Zdch)=<0，做出谐波不稳定判定；B、当Re(Zcondc+Zdch)=0时做出好系统处于临界不稳定判定；C、当Re(Zcondc+Zdch)>0时,做出系统稳定判定。本发明判定过程概念清晰、判断方式简单有效；并且在HVDC的设计阶段可通过修改相关元器件参数有效地避免此类不稳定现象的发生。

主权项

一种判断高压直流输电系统的谐波稳定性方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、定义6K脉动换流器采用等间隔脉冲触发控制，当铁心尚未发生饱和时将换流变压器和变换器等效成一个二端口网络，连接高压直流输电的交流侧和直流侧，获得该二端口的H参数矩阵即交流侧二次谐波和直流侧基波的交互关系矩阵，并获得H参数矩阵的表达式：$\left[\begin{array}{c}{I}_{acp}\\ U_{dch}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_{11}& H_{12}\\ H_{21}& H_{22}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_{acp}\\ I_{dch}\end{array}\right];$式中,I_acp为换流器交流侧正序二次谐波电流、U_dch为换流器直流侧基频电压、U_acp为换流器交流侧正序二次谐波电压、I_dch为换流器直流侧基频电流；其中K＝2ⁿ，n＝0，1,2,3...；步骤2、利用步骤1中获得的H参数矩阵的表达式将换流器连接的交直流系统等效为一个RLC电路，计算得到交直流混合阻抗为：Z＝Zcondc+Zdch＝R+jX，并根据该混合阻抗的实部进行如下判断：判断结果一：若Re(Zcondc+Zdch)<0时做出发生谐波不稳定的判定；判断结果二：若Re(Zcondc+Zdch)＝0时系统正好发生串联谐振，做出系统发生临界谐波不稳定的判定；判断结果三：若Re(Zcondc+Zdch)>0时系统阻尼为正，做出系统谐波稳定的判定；式中Zcondc为从换流器看入的包含了交流侧的等效基波阻抗、Zdch为直流侧基波阻抗；所述步骤1中，6K脉冲换流器的H参数矩阵的表达式为：H₁₁＝0、$H_{12}=-\frac{\sqrt{3}}{\pi }\frac{2}{\mu }\sin \frac{\mu }{2}NK,H_{21}=\frac{3\sqrt{3}}{\pi }cos\frac{\mu }{2}NK,H_{22}={\left(\frac{3}{\pi }\right)}^2\frac{2}{\mu }sin\frac{\mu }{2}cos\frac{\mu }{2}{N}^2{Z}_{XP}{K}^2;$其中K＝2ⁿ，n＝0，1,2,3...式中μ为换向角、N为换流变压器的匝数比；Zxp为换流变压器等值正序二次谐波漏抗。