特高压交流输电系统谐波特性的研究

论文摘要

我国1000kV晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程已于2009年1月成功投入商业运行。但对于这一自主创新举措,必然还存在许多新的尚待探索的问题,特高压系统谐波特性分析就是其中的一个方面,需要进行深入的研究。本论文首先基于并联高抗和三绕组自耦变压器的电磁关系,充分考虑铁心非线性的影响,分别提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相高压并联电抗器和三绕组自耦变压器的非线性模型。然后以我国投入运行的1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为背景,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,在建立了变压器、并联电抗器较为精确的非线性仿真模型的基础上,对1000kV交流输电系统正常情况和故障情况下的谐波特性进行了仿真计算和分析。最后,针对特高压输电系统的谐波特性,提出了降低其谐波水平的措施建议。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 论文研究内容
• 第二章 特高压交流系统高抗与自耦变压器的非线性建模
• 2.1 铁磁材料设备的非线性模型研究
• 2.1.1 铁磁材料设备铁心的非线性特性
• 2.1.2 瞬时值特性曲线的计算
• 2.2 高压并联电抗器非线性模型的建立及其谐波特性仿真分析
• 2.2.1 高压并联电抗器的电磁方程
• 2.2.2 高压并联电抗器的等效电路
• 2.2.3 特高压交流试验示范工程并联高抗的非线性模型
• 2.2.4 特高压交流试验示范工程并联高抗谐波特性仿真分析
• 2.3 特高压自耦变压器非线性模型的建立及其谐波特性仿真分析
• 2.3.1 自耦变压器的电磁方程
• 2.3.2 自耦变压器的等效电路
• 2.3.3 特高压交流试验示范工程自耦变压器的非线性模型
• 2.3.4 特高压交流试验示范工程自耦变压器的谐波特性仿真分析
• 2.4 小结
• 第三章 1000kV特高压交流试验示范工程的谐波特性仿真分析
• 3.1 1000kV特高压交流试验示范工程系统仿真模型的建立
• 3.1.1 输电线路模型
• 3.1.2 等值系统及负载参数
• 3.1.3 变压器参数及模型
• 3.1.4 线路高抗参数及模型
• 3.1.5 补偿设备参数
• 3.1.6 背景谐波
• 3.2 1000kV特高压交流系统正常运行情况下的谐波特性分析
• 3.2.1 1000kV各站电流电压谐波水平
• 3.2.2 对1000kV交流输电系统谐波特征仿真结果的分析
• 3.2.3 低压电容器组谐波放大问题
• 3.3 1000kV特高压交流系统异常运行情况下的谐波特性分析
• 3.3.1 1000kV线路运行电压偏高时电压电流谐波水平
• 3.3.2 1000kV线路故障后短时间谐波电流与谐波电压
• 3.3.3 500kV系统电压不平衡故障后线路电压电流谐波水平
• 3.4 小结
• 第四章 降低1000kV线路谐波水平的措施建议
• 4.1 控制500kV及以下系统的谐波水平
• 4.2 做好500kV和1000kV系统的调压工作
• 4.3 合理设置变电站110kV侧电容器组串抗率
• 4.4 减小不同电压等级的谐波渗透
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录1 1000kV特高压示范工程各站电抗器与变压器额定参数
• 附录2 1000kV线路运行电压偏高时电压电流谐波水平仿真结果
• 附录3 单相接地短路故障后短时间谐波电流与谐波电压仿真结果
• 附录4 500kV系统电压不平衡故障后线路电压电流谐波水平仿真结果
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况