本發(fā)明涉及一種感應濾波換流變壓器諧波電流傳遞函數(shù)計算方法。
背景技術：
：當前，高壓直流輸電系統(tǒng)因其在大容量、遠距離傳輸系統(tǒng)中較高壓交流輸電有其獨特的優(yōu)勢、在各國電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的關注和應用。但高壓直流輸電系統(tǒng)中大量使用的晶閘管等電力電子器件卻給該系統(tǒng)帶來了不少技術性的難題，如非線性特性導致的大量諧波、觸發(fā)角延時帶來的大量無功以及各種因器件非對稱因素而導致的直流偏磁現(xiàn)象等，這不僅降低了網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量，還對換流站的各類電氣設備，尤其是對換流變壓器造成嚴重的危害。傳統(tǒng)的濾波及無功補償方案即在網(wǎng)側(cè)加裝LC支路及電容補償支路雖然能提高電網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量，但由于全部電流都還是得流經(jīng)換流變壓器，所以無功及諧波對換流變壓器的影響并沒有得到消除或減弱。感應濾波換流變壓器有多種接線方式，其中之一為采用延邊三角形接線形式，即在公共繞組上接入零阻抗設計的濾波支路(兼顧無功補償)，對諧波進行就近濾除，同時也實現(xiàn)無功就近補償，在提高電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時，大大減弱了閥側(cè)諧波及無功電流對換流變壓器的影響。定量地分析網(wǎng)側(cè)電流與負荷電流的關系，不僅有利于對諧波的濾除效果進行分析，而且對濾波支路的設計有所幫助。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題是，提出一種感應濾波換流變壓器諧波電流傳遞函數(shù)計算方法，其目的在于給出感應濾波換流變壓器網(wǎng)側(cè)與閥側(cè)諧波電流定量的計算關系式。一種感應濾波換流變壓器諧波電流傳遞函數(shù)計算方法，基于多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理，構建感應濾波換流變壓器繞組諧波電流矩陣變換關系，獲得在未接或接入濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)。在獲取應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)時，感應濾波換流變壓器中的一次網(wǎng)側(cè)繞組采用星形接法；二次閥側(cè)繞組中兩個帶抽頭的延邊三角形接法，所述兩個延邊三角形出線端的線電壓相差30°，且兩個6脈波換流閥串聯(lián)形成12脈波，利用延邊三角形的三角形抽頭引出三個出線端，分別接入三相濾波器。感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)在未接或接入濾波器時，具體如下：感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組未接濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)如下：iAiBiC=-(ke+1/3kc)01/3kc-kc1/3kc-(ke+1/3kc)0-kc01/3kc-(ke+1/3kc)-kciaibiciO]]>式中，iA，iB，iC分別為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)三相諧波電流，iO為感應濾波換流變壓器網(wǎng)側(cè)中性點諧波電流；ia，ib，ic分別為感應濾波換流變壓器二次閥側(cè)三相負荷諧波電流；W1、W2、W3分別為感應濾波換流變壓器中網(wǎng)側(cè)繞組、三角繞組及延邊繞組的匝數(shù)；ke＝W3/W1，kc＝W2/W1；感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組接入濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)如下：iAiBiC=-ke-kc(λ1-λ2)0λ1kc-3λ1kcλ1kc-ke-kc(λ1-λ2)0-3λ1kc0λ1kc-ke-kc(λ1-λ2)-3λ1kciaibiciO-kcλ3000λ3000λ3uAuBuC]]>其中，uA，uB，uC分別為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)三相諧波電壓；Zk12為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)繞組與公共繞組之間的短路阻抗，Zk13為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)繞組與延邊繞組之間的短路阻抗，Zk32為感應濾波換流變壓器公共繞組與延邊繞組之間的短路阻抗；Zf為感應濾波換流變壓器濾波支路的基頻阻抗；λ1＝Zf/(3Zf+Zk21)，λ2＝kekcZ132/(3Zf+Zk21)，λ3＝kc/(3Zf+Zk21)，Z132＝1/2(Zk12-Zk13-Zk32)；感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組未接濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)如下：iAiBiC=-(ke+1/3kc)1/3kc0-kc0-(ke+1/3kc)1/3kc-kc1/3kc0-(ke+1/3kc)-kciaibiciO]]>感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組接入濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)如下：iAiBiC=-ke-kc(λ1-λ2)λ1kc0-3λ1kc0-ke-kc(λ1-λ2)λ1kc-3λ1kcλ1kc0-ke-kc(λ1-λ2)-3λ1kciaibiciO-kcλ3000λ3000λ3uAuBuC.]]>有益效果本發(fā)明提供了一種感應濾波換流變壓器諧波電流傳遞函數(shù)計算方法，基于多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理，構建感應濾波換流變壓器繞組諧波電流矩陣變換關系，獲得在未接或接入濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)。突破性的創(chuàng)建了負荷諧波電流與網(wǎng)側(cè)諧波電流的定量關系，不僅有利于分析諧波的濾除效果，而且對濾波支路的設計會有所幫助。附圖說明圖1為12脈動感應濾波換流變壓器系統(tǒng)接線圖；圖2為12脈動感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組未接濾波器時等效電路圖；圖3為12脈動感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組接入濾波器時等效電路圖；圖4為12脈動感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組未接濾波器時等效電路圖；圖5為12脈動感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組接入濾波器時等效電路圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。一種感應濾波換流變壓器諧波電流傳遞函數(shù)計算方法，基于多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理，構建感應濾波換流變壓器繞組諧波電流矩陣變換關系，獲得在未接或接入濾波器時，感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)。如圖1所示，1為電網(wǎng)側(cè)的等效電壓源；2為感應濾波換流變壓器，其一次網(wǎng)側(cè)繞組為星形接法；二次閥側(cè)繞組為兩個帶抽頭的延邊三角形接法，兩個延邊三角形出線端的線電壓相差30度；3為兩組6脈動換流閥串聯(lián)構成12脈動換流閥；4為配套的無源濾波器組(可為一條支路或多條支路并聯(lián))。兩組橋(I橋和II橋)6脈動換流閥分別接于感應濾波換流變壓器二次側(cè)延邊繞組出線端；兩組無源濾波器分別接入感應濾波換流變壓器二次側(cè)三角形繞組出線端，用于濾除12脈動主要特征次諧波同時兼顧無功補償。圖2為12脈動感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組未接濾波器時等效電路圖。根據(jù)多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理，可得諧波電流關系為iAiBiC=-(ke+1/3kc)01/3kc-kc1/3kc-(ke+1/3kc)0-kc01/3kc-(ke+1/3kc)-kciaibiciO]]>式中，iA，iB，iC分別為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)三相諧波電流，iO為感應濾波換流變壓器網(wǎng)側(cè)中性點諧波電流；ia，ib，ic分別為感應濾波換流變壓器二次閥側(cè)三相負荷諧波電流；W1、W2、W3分別為感應濾波換流變壓器中網(wǎng)側(cè)繞組、三角繞組及延邊繞組的匝數(shù)；ke＝W3/W1，kc＝W2/W1；圖3為12脈動感應濾波換流變壓器上部閥側(cè)繞組接入濾波器時等效電路圖。根據(jù)多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理等，可得諧波電流關系為iAiBiC=-ke-kc(λ1-λ2)0λ1kc-3λ1kcλ1kc-ke-kc(λ1-λ2)0-3λ1kc0λ1kc-ke-kc(λ1-λ2)-3λ1kciaibiciO-kcλ3000λ3000λ3uAuBuC]]>其中，uA，uB，uC分別為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)三相諧波電壓；Zk12為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)繞組與公共繞組之間的短路阻抗，Zk13為感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)繞組與延邊繞組之間的短路阻抗，Zk32為感應濾波換流變壓器公共繞組與延邊繞組之間的短路阻抗；Zf為感應濾波換流變壓器濾波支路的基頻阻抗；λ1＝Zf/(3Zf+Zk21)，λ2＝kekcZ132/(3Zf+Zk21)，λ3＝kc/(3Zf+Zk21)，Z132＝1/2(Zk12-Zk13-Zk32)；圖4為12脈動感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組未接濾波器時等效電路圖。根據(jù)多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理等可得諧波電流關系為iAiBiC=-(ke+1/3kc)1/3kc0-kc0-(ke+1/3kc)1/3kc-kc1/3kc0-(ke+1/3kc)-kciaibiciO.]]>圖5為12脈動感應濾波換流變壓器下部閥側(cè)繞組接入濾波器時等效電路圖。根據(jù)多繞組變壓器理論、磁勢平衡原理及基爾霍夫電壓電流定理，可得諧波電流關系為：iAiBiC=-ke-kc(λ1-λ2)λ1kc0-3λ1kc0-ke-kc(λ1-λ2)λ1kc-3λ1kcλ1kc0-ke-kc(λ1-λ2)-3λ1kciaibiciO-kcλ3000λ3000λ3uAuBuC.]]>經(jīng)過上述實例表明采用本發(fā)明所述方法，可以準確的獲得感應濾波換流變壓器一次網(wǎng)側(cè)諧波電流與二次閥側(cè)負荷諧波電流之間的傳遞函數(shù)。本發(fā)明采用了實施例進行了發(fā)明效果說明，但上述實施例不以任何形式限定本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3