CN105932676A - 一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法，属于电力系统电磁暂态分析技术领域，该方法包括：构造等效接口电路，该电路由两个电阻及一个电抗组成，其中，第二电阻与电抗并联后再与第一电阻串联；对所述等效接口电路的阻抗求解；根据得到的等效接口电路的阻抗值选取一段具有等效接口电路的阻抗值的交流架空短线作为接口电路连接在接口理想电压源与换流站换流变压器之间。

Description

一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法

技术领域

本发明属于电力系统电磁暂态分析技术领域，特别涉及一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法。

背景技术

随着高压直流输电的发展，直流输电系统引起的的谐波问题日显突出。直流输电系统引起的谐波不稳定是指在换流站附近有扰动时，谐波振荡不易衰减甚至放大的现象，主要表现为换流站交流母线电压出现严重畸变。

对于直流输电系统引起的谐波稳定问题，已有的研究对高压直流系统换流站交流母线和直流线路电压中各次谐波进行了量化分析：在故障后若干秒的时间里，交流、直流母线电压上出现大幅的低次谐波，短时间里谐波幅值变化不大，但持续一定时间后，异常谐波继续放大，低次谐波分量显著增大或大幅波动，进一步影响了直流输电系统的运行和控制。

在电网大运行方式数据中新增直流换流站，一般采用交流架空短线作为接口电路，该等效接口电路如图1所示，该等效接口电路由等效电阻R与等效电抗X串联而成。一般在该接口电路中，采用小阻抗、或是采用由交流短路容量计算出的阻抗值，这种做法在电磁暂态混合仿真中增加的直流换流站的交流母线均出现异常的谐波电压和电流，将会影响电网的运行和控制。

电磁暂态混合仿真结果出现谐波问题，根本原因是是混合实时仿真接口电路对低次谐波频段的阻抗特性描述有误，特别是低次谐波频段阻抗角偏离实际，从而导致混合仿真结果换流站谐波过程异常。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法，本发明方法可以有效治理直流换流站交流母线出现的异常谐波。

本发明提出的一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：构造等效接口电路，该电路由两个电阻R₁、R₂及一个电抗X₁组成，其中，第二电阻R₂与电抗X₁并联后再与第一电阻R₁串联；

步骤二：对所述等效接口电路的阻抗求解：

(1)固定R₁值，R₁取

(2)R₂和X₁通过求解方程组(1)得到：

R₁+R₂//jX₁＝R+jX (1)

其中，

方程(1)化解成

根据实部等于实部，虚部等于虚部可得方程组(2)：

通过解方程组(2)求得R₂和X₁；

步骤三：根据步骤二得到的等效接口电路的阻抗值选取一段具有等效接口电路的阻抗值的交流架空短线作为接口电路连接在接口理想电压源与换流站换流变压器之间。

本发明的特点及有益效果：

本发明基于分析SMRT电磁暂态侧接口电路，在SMRT电磁暂态侧实现接口过程中，接口理想电压源与换流站换流变压器之间接入了一段交流架空短线。该电路用以记及电磁暂态侧交流系统等值电源内阻，避免接口数值振荡，以实现对直流换流站交流母线出现异常谐波的治理。

附图说明

图1为已有的接口电路的等效电路示意图。

图2为本发明的接口电路的等效电路示意图。

具体实施方式

本发明提出的一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法，包括以下步骤：

步骤一：构造等效接口电路，该电路如图2所示，由两个电阻R₁、R₂及一个电抗X₁组成，其中，第二电阻R₂与电抗X₁并联后再与第一电阻R₁串联。

步骤二：对接口电路的阻抗求解：

(1)固定R₁值，R₁取

(2)R₂和X₁通过求解方程组(1)得到：

R₁+R₂//jX₁＝R+jX (1)

其中，

方程(1)化解成

根据实部等于实部，虚部等于虚部可得方程组(2)：

通过解方程组(2)求得R₂和X₁；

步骤三：根据步骤二得到的等效接口电路的阻抗值选取一段具有等效接口电路的阻抗值的交流架空短线作为接口电路连接在接口理想电压源与换流站换流变压器之间。

本发明的接口电路能够有效地避免高压直流换流站异常的谐波。

本发明的治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法实施例：

1、本实施例采用的等效接口电路，如图2所示，由两个电阻R₁、R₂及一个电抗X₁组成，其中，第二电阻R₂与电抗X₁并联后再与第一电阻R₁串联。

2、对所述等效电路的电抗求解如下：

设R+jX＝0.3+j3Ω，则R＝0.3Ω，X＝3Ω。取代入方程组：

求得R₂＝45.6Ω，X₁＝3.04Ω。

根据得到的等效接口电路的阻抗值选取一段具有等效接口电路的阻抗值的交流架空短线作为接口电路连接在接口理想电压源与换流站换流变压器之间。

采用本实施例接口电路与已有技术的接口电路对500kV母线三相金属性短路故障进行试验，故障后1秒江门换流站换流变压器交流侧母线三相电压及傅里叶分析：已有技术接口电路，在仿真过程中直流换流站交流母线均出现异常的谐波电压和电流，谐波主要集中在2-8次。本实施例接口电路能够有效地避免高压直流换流站异常的谐波过程。

Claims (1)

1.一种治理直流换流站交流母线出现异常谐波的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：构造等效接口电路，该电路由两个电阻(R₁)、(R₂)及一个电抗X₁组成，其中，第二电阻(R₂)与电抗(X₁)并联后再与第一电阻(R₁)串联；

步骤二：对所述等效接口电路的阻抗求解：

(1)固定R₁值，R₁取

(2)R₂和X₁通过求解方程组(1)得到：

R₁+R₂//jX₁＝R+jX (1)

其中，

方程(1)化解成

根据实部等于实部，虚部等于虚部得到方程组(2)：

$\left\{\begin{array}{c}\left(R_1+\frac{R_2{X_1}^2}{{R_2}^2+{X_1}^2}\right)=R\\ \frac{{R_2}^2{X}_1}{{R_2}^2+{X_1}^2}=X\end{array}\right.---\left(2\right),$

通过解方程组(2)求得R₂和X₁；

步骤三：根据步骤二得到的等效接口电路的阻抗值选取一段具有等效接口电路的阻抗值的交流架空短线作为接口电路连接在接口理想电压源与换流站换流变压器之间。