[發明專利]多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析方法及裝置

有效

• 申請號: 202010714759.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN112018768B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 馮俊杰;周詩嘉;楊雙飛;鄒常躍;趙曉斌
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/36
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析方法，包括：建立多端柔性直流輸電系統的MMC直流側等值電路模型；根據所述MMC直流側等值電路模型，建立所述多端柔性直流輸電系統的等值電路模型；對所述等值電路模型進行分析，獲得所述多端柔性直流輸電系統的節點阻抗矩陣；根據所述節點阻抗矩陣各元素的頻率特性曲線，獲得所述多端柔性直流輸電系統的諧波傳遞特性。本發明能實現反映換流器間的諧波相互作用，且無需采用傳遞函數，大大降低了數據處理的復雜度和計算量。本發明還公開了一種多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析裝置。

技術領域

本發明涉及多端柔性直流輸電系統技術領域，尤其涉及一種多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析方法及裝置。

背景技術

相較于兩端直流輸電系統，多端柔性直流輸電系統(Modular multilevelconverter based multi-terminal HVDC system，MMC-MTDC)在靈活性、可靠性上具有顯著優勢，為解決大規模可再生能源并網、異步電網互聯、孤島供電及遠距離、大容量電力傳輸等問題提供了一種行之有效的方案。然而，由于各換流裝置的非線性，多端柔直系統中將會引入諧波污染，并且在不同端口換流站間產生交互影響。當諧波頻率與系統固有諧振頻率相近時甚至會引發諧振的嚴重后果，影響系統的安全穩定運行。

目前，大量文獻對單個模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的諧波產生機理進行了分析，交流側背景諧波、三相不平衡以及調制方式是產生諧波的主要原因。對于多端柔性直流輸電系統，由于各換流器間存在相互作用關系，其諧波傳遞機理更為復雜。針對其諧波傳遞特性，主要的研究思路是首先建立換流器的等值阻抗模型，并在此基礎上分析系統的諧波交互特性，主要包括以下兩種方法：其一，基于端口阻抗的分析方法，首先建立換流器直流端口的等值阻抗，通過分析端口阻抗的頻率特性獲得注入該節點諧波電流源的放大作用，但該方法無法獲得不同換流器間的相互作用。其二，基于傳遞函數的分析方法，首先推導系統不同換流器端口間的傳遞函數，通過分析傳遞函數的頻率特性獲得諧波的傳遞特性，雖然可以反映換流器間的相互作用，但對于復雜網絡，難以逐一列寫不同端口間的傳遞函數。

發明內容

本發明實施例提供一種多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析方法及裝置，能實現反映換流器間的諧波相互作用，且無需采用傳遞函數，大大降低了數據處理的復雜度和計算量。

本發明一實施例提供一種多端柔性直流輸電系統諧波傳遞特性的分析方法，包括：

建立多端柔性直流輸電系統的MMC直流側等值電路模型；

根據所述MMC直流側等值電路模型，建立所述多端柔性直流輸電系統的等值電路模型；

對所述等值電路模型進行分析，獲得所述多端柔性直流輸電系統的節點阻抗矩陣；

根據所述節點阻抗矩陣各元素的頻率特性曲線，獲得所述多端柔性直流輸電系統的諧波傳遞特性。

作為上述方案的改進，所述多端柔性直流輸電系統的MMC直流側等值電路模型具有用于輸出直流端口電壓的電源正極端和電源負極端；所述電源正極端、所述電源負極端均與外部電路連接；

所述MMC直流側等值電路模型包括MMC直流側等效電容、MMC直流側等效電阻、MMC直流側等效電感及諧波電流源；

所述MMC直流側等效電容并聯在所述諧波電流源的兩端；所述諧波電流源的正極端與所述MMC直流側等效電阻的一端連接，所述MMC直流側等效電阻的另一端與所述MMC直流側等效電感的一端連接，所述MMC直流側等效電感的另一端與所述電源正極端連接；所述諧波電流源的負極端與所述電源負極端連接。

作為上述方案的改進，所述建立多端柔性直流輸電系統的MMC直流側等值電路模型，包括：

通過以下公式確定所述MMC直流側等效電容：