含多電壓源型換流器配網(wǎng)諧振特性及抑制策略研究
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【摘要】:電壓源型換流器(Voltage Source Converter,VSC)屬于典型的非線性電力電子裝置,不僅在正常工況下產(chǎn)生高次特征諧波,也會(huì)在非正常工況下產(chǎn)生低次非特征諧波,諧波成分非常復(fù)雜,F(xiàn)代電網(wǎng)中VSC的使用越來越廣泛,將使得諧波問題呈現(xiàn)出新的特性。與此同時(shí),現(xiàn)代電網(wǎng)中電纜、無功補(bǔ)償裝置和VSC中LCL濾波器的大量使用,使得電網(wǎng)的諧振特性發(fā)生了顯著的變化,從而增大了諧振的風(fēng)險(xiǎn)。因此圍繞含多VSC配網(wǎng)諧振特性及其抑制策略開展研究,對(duì)避免現(xiàn)代電網(wǎng)的諧振發(fā)生和VSC的推廣應(yīng)用具有重要意義。首先,本文在VSC序分量動(dòng)態(tài)向量諧波分析模型的基礎(chǔ)上,將諧波分析問題轉(zhuǎn)化為線性代數(shù)方程求解問題,并應(yīng)用稀疏矢量法進(jìn)行求解。通過將稀疏矢量法中的前推和回代過程與VSC交直流側(cè)相互作用關(guān)聯(lián),用賦權(quán)有向因子圖表示求解道路樹,從而用圖的形式直觀全面的描述了VSC交直流側(cè)各次諧波的相互作用關(guān)系及強(qiáng)度,揭示了VSC諧波產(chǎn)生的機(jī)理,并驗(yàn)證了相互作用的相對(duì)獨(dú)立性。其次,針對(duì)含多VSC配網(wǎng)高頻諧振問題,建立了VSC的高次諧波等值電路模型,從而得到了含多VSC配網(wǎng)的高次諧波等值電路模型。通過系統(tǒng)側(cè)和VSC側(cè)端口阻抗的頻率特性分析,得到了含多VSC配網(wǎng)的高頻諧振特性,并進(jìn)一步研究了系統(tǒng)阻抗、無功補(bǔ)償容量、VSC臺(tái)數(shù)和濾波器形式對(duì)高頻諧振特性的影響。然后,針對(duì)含多VSC配網(wǎng)的低頻諧振問題,建立了VSC的低次諧波等值電路模型,從而得到了含多VSC配網(wǎng)的低次諧波等值電路模型。通過計(jì)算系統(tǒng)側(cè)和VSC側(cè)端口阻抗的頻率特性,得到了含多VSC配網(wǎng)的低頻諧振特性,并重點(diǎn)分析了背景諧波和三相不平衡引起的低頻諧振問題。最后,在諧波特性分析的基礎(chǔ)上,從改變系統(tǒng)諧振點(diǎn)方面,提出了系統(tǒng)參數(shù)的配置原則;從消除諧波源方面,提出了采用載波相位協(xié)調(diào)法抑制高次諧振問題和采用負(fù)序補(bǔ)償調(diào)制法抑制3次諧振問題。本文在一定假設(shè)條件下,得到了含多VSC配網(wǎng)高頻和低頻諧振特性及其影響因素,給出了諧振抑制策略,為多VSC配網(wǎng)諧振問題研究提供了理論基礎(chǔ)和研究方法。
【關(guān)鍵詞】:配電網(wǎng) 電壓源型換流器 諧波 序分量動(dòng)態(tài)向量法 諧振
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TM46;TM761
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 論文背景和意義10-11
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
- 1.3 本文的主要工作14-16
- 第二章 電壓源型換流器諧波產(chǎn)生機(jī)理16-26
- 2.1 引言16
- 2.2 諧波分析模型的稀疏矢量求解16-18
- 2.3 諧波產(chǎn)生機(jī)理18-22
- 2.3.1 交流側(cè)系統(tǒng)基波電壓不對(duì)稱18-20
- 2.3.2 交流側(cè)系統(tǒng)含3次背景電壓諧波20-22
- 2.4 仿真驗(yàn)證22-25
- 2.4.1 交流側(cè)系統(tǒng)基波電壓不對(duì)稱22-23
- 2.4.2 交流側(cè)系統(tǒng)含3次背景電壓諧波23-25
- 2.5 本章小結(jié)25-26
- 第三章 含多VSC配網(wǎng)高頻諧振特性分析26-47
- 3.1 引言26
- 3.2 VSC高次諧波等值電路26-28
- 3.3 含多VSC配網(wǎng)高次諧波等值電路28-30
- 3.4 含多VSC配網(wǎng)高頻諧振特性分析30-41
- 3.4.1 含多VSC配網(wǎng)高頻諧振特性30-33
- 3.4.2 C_s對(duì)高頻諧振特性的影響33-34
- 3.4.3 L_s對(duì)高頻諧振特性的影響34-36
- 3.4.4 VSC臺(tái)數(shù)對(duì)高頻諧振特性的影響36-39
- 3.4.5 采用LCL濾波器對(duì)高次諧振特性的影響39-41
- 3.5 仿真驗(yàn)證41-45
- 3.5.1 VSC開關(guān)頻率對(duì)高頻諧振的影響41-42
- 3.5.2 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)高頻諧振的影響42-43
- 3.5.3 VSC臺(tái)數(shù)對(duì)高頻諧振的影響43-44
- 3.5.4 LCL濾波器對(duì)高頻諧振的影響44-45
- 3.6 本章小結(jié)45-47
- 第四章 含多VSC配網(wǎng)低頻諧振特性分析47-59
- 4.1 引言47
- 4.2 VSC低次諧波等值電路47-48
- 4.3 含多VSC配網(wǎng)低頻諧振特性分析48-56
- 4.3.1 含多VSC配網(wǎng)低頻諧振特性48-50
- 4.3.2 C_s對(duì)低頻諧振特性的影響50-52
- 4.3.3 L_s對(duì)低頻諧振特性的影響52-53
- 4.3.4 VSC臺(tái)數(shù)對(duì)于諧振的影響53-54
- 4.3.5 采用LCL濾波器對(duì)低頻諧振特性的影響54-56
- 4.4 仿真驗(yàn)證56-57
- 4.4.1 背景諧波下的低頻諧振56
- 4.4.2 三相不平衡下的低頻諧振56-57
- 4.5 本章小結(jié)57-59
- 第五章 含多VSC配網(wǎng)諧波抑制策略59-64
- 5.1 引言59
- 5.2 系統(tǒng)參數(shù)配置59-60
- 5.2.1 開關(guān)頻率配置59
- 5.2.2 無功補(bǔ)償容量配置59-60
- 5.2.3 濾波器參數(shù)配置60
- 5.3 載波相位協(xié)調(diào)法60-61
- 5.4 負(fù)序補(bǔ)償諧波抑制法61-63
- 5.5 本章小結(jié)63-64
- 結(jié)論與展望64-66
- 1. 主要結(jié)論64-65
- 2. 展望65-66
- 參考文獻(xiàn)66-70
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果70-71
- 致謝71-72
- Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見72
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本文編號(hào):427884
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