電力系統(tǒng)諧波阻抗測(cè)量.pdf

1、在電力系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是對(duì)于直流輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，交流系統(tǒng)的諧波阻抗值與系統(tǒng)中的背景諧波電壓分布特性是兩個(gè)十分重要的參數(shù)。交流系統(tǒng)的諧波等值阻抗在基頻下可以根據(jù)觀察點(diǎn)交流母線(在直流輸電系統(tǒng)中通常是指換流站交流母線)上的短路容量來獲得，從而可以得到系統(tǒng)的短路比SCR[1]來粗略分析系統(tǒng)的某些特性。但是在直流輸電系統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)中，只知道交流系統(tǒng)基頻下的等值阻抗是不夠的，還必須知道交流系統(tǒng)等值阻抗在感興趣的頻率范圍內(nèi)的變化特性，以及

2、換流站交流母線上(通常為觀察點(diǎn))背景諧波的分布特性[2-6]，還要確保使直流回路的固有諧振頻率與基波頻率和二次諧波頻率保持一定的距離[7-9]。由于電力系統(tǒng)中各種元件數(shù)量巨大、種類繁多、運(yùn)行情況多變，因而想要通過每個(gè)元件的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)等值計(jì)算來得到測(cè)量點(diǎn)的諧波阻抗值是十分困難的，有時(shí)也不準(zhǔn)確。如果能夠通過測(cè)量的方法，僅僅通過測(cè)量點(diǎn)處的電流電壓相量，而不用知曉全網(wǎng)的其他元件參數(shù)和投運(yùn)情況就能得到系統(tǒng)諧波阻抗，那將大大節(jié)省諧波阻抗計(jì)算的工作

3、量。諧波阻抗測(cè)量就是在這種背景下提出的。
　　 在本論文中，作者分別提出了三種諧波阻抗測(cè)量方法。他們是基于電容器投切測(cè)量電網(wǎng)諧波阻抗法，利用晶閘管支路投切測(cè)量諧波阻抗法，利用電流源注入法測(cè)量諧波阻抗。
　　 在利用投切電容器測(cè)量電網(wǎng)諧波阻抗方法中，除了利用投切電容器這里還引入了陷波器，用來減少傅里葉變換過程中頻譜的泄露對(duì)諧波阻抗測(cè)量結(jié)果的影響，并達(dá)到了較好的效果。考慮到噪聲的情況時(shí)，本方法提出運(yùn)用小波變換理論消除噪聲，取

4、得了不錯(cuò)的消噪效果。
　　 在利用晶閘管支路投切測(cè)量電網(wǎng)諧波阻抗的方法中，主要是利用晶閘管支路可以控制導(dǎo)通角的特點(diǎn)來控制注入電網(wǎng)諧波電流的大小，從而在對(duì)電網(wǎng)干擾和測(cè)量精度要求中找到了折中辦法。在噪聲含量很小的情況下，控制導(dǎo)通角很小，這樣注入諧波電流小，對(duì)電網(wǎng)的干擾低。在噪聲含量較大的情況下，增大晶閘管導(dǎo)通角從而增大諧波注入電流，增加信噪比，這樣也能夠取得理想的諧波阻抗測(cè)量精度。
　　 在提出的第三種方法中，直接利用了諧波

5、電流源作為測(cè)量點(diǎn)諧波電流注入。由于諧波電流源可以任意控制注入電流的頻率和幅值分量，因而可以解決某些頻率范圍內(nèi)諧波電流信號(hào)過小的問題，從而取得準(zhǔn)確的測(cè)量效果。
　　 作者利用電力系統(tǒng)仿真軟件PSCAD對(duì)提出的三種方法分別進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。在仿真實(shí)驗(yàn)中不僅在理想的條件下，還分別考慮了電網(wǎng)中存在背景諧波的情況和電網(wǎng)存在噪聲的情況。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的三種諧波阻抗測(cè)量方法能夠取得可靠的結(jié)果。由于三種方法的測(cè)量條件各有不同，可以在不同場(chǎng)