[发明专利]直流送、受端弱系统谐波不稳定评估方法

摘要

本发明公开一种直流送、受端弱系统谐波不稳定评估方法，首先计算换流器交流侧电流和直流偏磁产生的正序二次谐波电流，再计算直流偏磁产生的正序二次谐波电流与换流器调制产生的二次谐波电流之和，然后计算从换流变压器阀侧向交流系统看入的二次谐波阻抗，进而端口阻抗网络中送端换流站出口谐波电压，最后根据交、直流谐波等值阻抗相角差的值，判断系统是否发生谐波不稳定现象。本发明基于奈奎斯特稳定判据，针对换流变压器直流偏磁作用，考虑交、直流系统等值谐波阻抗，提出的判断直流送、受端弱系统发生谐波不稳定的方法，考虑的因素与实际应用中的情况比较吻合，因此能够得出更为准确的分析结果。

主权项

1.一种直流送、受端弱系统谐波不稳定评估方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1：计算换流器交流侧电流：假设换流器直流侧在t时刻存在一基频谐波分量：式中，I_dc1为直流侧基频谐波电流幅值，ω为角频率，为初始相位；根据开关函数调制原理，其调制到换流器交流侧后，产生两个与其同相位的电流：式中，为t时刻交流侧2次正序谐波电流；为t时刻交流侧0次负序谐波电流；步骤2：计算直流偏磁产生的正序二次谐波电流：换流器调制产生的直流电流造成换流变励磁电流饱和，所产生的谐波为正序二次谐波电流，并且与注入的直流电流呈线性关系且相位相反，即|I2+|＝X·I0‑    (4)式中，为直流偏磁产生的正序二次谐波电流的初始相位，为换流器调制产生的负序直流电流的初始相位；I₂₊为直流偏磁产生的正序二次谐波电流；I_0‑为换流器调制产生的负序直流电流分量；X为正序二次谐波电流分量与直流电流的比值；根据式(2)～(4)得：步骤3：计算直流偏磁产生的正序二次谐波电流I2+与换流器调制产生的二次谐波电流之和：在送端换流变压器原边，有：式中，N为换流变压器变比；步骤4：计算从换流变压器阀侧向交流系统看入的二次谐波阻抗：从换流变压器网侧向交流系统看入的正序二次谐波阻抗为得到换流变压器网侧正序二次谐波电压为：换流变压器阀侧电压为：因此，从换流变压器阀侧向交流系统看入的二次谐波阻抗为：步骤5：计算端口阻抗网络中送端换流站出口谐波电压：在谐波阻抗等值电路中，以送端换流站换流器出口为分界点，将送端换流站及送端交流网络与直流电网视及受端交流电网为两独立端口；根据端口阻抗网络，求解公共连接点电压：式中，iref为等效谐波电流源；uharmonic为送端换流站出口谐波电压；Zac为从送端换流器直流侧向送端电网看入的等值谐波阻抗；Zdc为从送端换流器向直流电网看入的等效谐波阻抗；步骤6：系统谐波不稳定的评估：端口阻抗网络中，系统稳定的充要条件是式(10)表征的传递函数不存在右半平面极点，也即Zac/Zdc的幅频曲线大于0dB的频率段相频曲线由下向上穿越‑180°的次数不小于由上向下穿越的次数；当|Zdc|＝|Zac|时，二者的相角差大于等于180°，也即是Zdc与Zac需要处于两个相对的象限；当交、直流谐波等值阻抗满足该条件时，系统发生谐波不稳定现象。