含多電壓源型換流器配網的諧波問題研究

《含多電壓源型換流器配網的諧波問題研究》是依託華南理工大學，由鐘慶擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：含多電壓源型換流器配網的諧波問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鐘慶
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

隨著基於電壓源型換流器（VSC）的電力電子裝備在現代配網中的套用日增，其產生的諧波及諧波在配網中的傳播和相互耦合問題日趨複雜，對配網電能質量的影響越來越大，因此迫切需要深入研究含多VSC配網中的諧波問題，為構建優質配網提供重要理論支撐。本項目基於VSC序分量動態相量諧波分析模型，採用圖論求解法精確量化VSC交直流側電壓電流各次諧波非線性相互作用關係，科學定量揭示VSC的諧波產生機理。基於VSC諧波產生機理，建立VSC的正、負和零序等值電路模型及研究序參數計算方法。利用VSC的等值電路模型建立含多VSC配網的諧波分析數學模型，探索其解析求解方法，揭示網路中諧波產生與傳播耦合機理。在此基礎上，充分利用含多VSC配網的特性，提出行之有效的諧波抑制策略，降低配網中的諧波含有率。從而建立含多VSC配網諧波問題研究的理論體系，推動VSC在配網中的套用。

結題摘要

隨著基於電壓源型換流器（VSC）的電力電子裝備在現代配網中的套用日增，其產生的諧波及諧波在配網中的傳播和相互耦合問題日趨複雜，對配網電能質量的影響越來越大，因此迫切需要深入研究含多VSC配網中的諧波問題，為構建優質配網提供重要理論支撐。本項目基於VSC序分量動態相量諧波分析模型，解析表達了三相不對稱下VSC交直流側諧波序分量之間的相互作用關係，並將諧波分析問題轉化為狀態空間方程求解問題，將穩態下VSC諧波分析問題轉化為線性方程組求解問題，利用稀疏求解算法和道路樹求解方法，得到前推回代求解過程中的道路樹，科學定量揭示了VSC交直流側各次諧波的非線性相互作用；交直流側諧波相互作用相對獨立性，針對相互作用的交直流側諧波，採用戴維南等效方法，利用電流控制電壓源形式構建VSC的穩態等值電路；利用VSC的高頻等值電路，分析含多VSC換流器接入配電網的高頻諧振特性，重點分析了換流器台數和濾波器配置對高頻諧振特性的影響；針對三相不對稱下產生的低次非特徵諧波，提出了負序補償抑制策略，通過負序分量對消，有效減少因基波負序分量引起的3次諧波，達到諧波抑制的效果；針對穩態情況下VSC高次特徵諧波的計算結果，提出了LCL濾波器的確定性設計方法，以滿足IEEE1547標準為約束，定量計算出LCL濾波器參數；針對含多VSC的配網高頻諧振問題，提出了利用通過調整換流器的調製波抑制高頻諧振的策略。通過項目研究，建立了含多VSC配網諧波問題研究的理論體系，推動VSC在配網中的套用。 項目培養碩士4名，在國際學術期刊、國際會議及國核心心期刊上發表論文7篇，被SCI收錄1篇，EI收錄期刊論文4篇，EI收錄會議論文2篇，獲國家實用新型專利1項，待發表SCI收錄期刊論文1篇，EI收錄期刊論文1篇。