论文摘要
谐波抑制与无功功率补偿一直以来都是电力行业普遍关注的问题,这在采用大功率电力电子变换技术的直流输电系统中尤为明显。由于大容量非线性负荷的作用,直流输电系统交直流侧存在大量的谐波与无功功率,这就需要进行谐波的抑制与滞后无功的校正。本文在概述当前直流输电技术及相关谐波抑制技术的现状与发展基础上,提出了一种新的利用变压器固有的安匝平衡作潜在滤波机理的感应滤波方式,其根据变压器零阻抗设计及耦合绕组抽头处滤波装置的全调谐设计来达到使谐波在靠近谐波源处就近抑制的目的。本文详细阐述了新型换流变压器及其感应滤波技术的工作机理,技术实现所需要的变压器阻抗条件及配套滤波装置设计时所要注意的调谐条件,并分析了新型滤波方式所具有的自耦作用、无功补偿、谐波屏蔽等技术特点、技术优势及潜在的应用前景。在此基础上,综合考虑换相过程对谐波特性的影响,对新型直流输电动模系统的谐波特性进行了详细的分析与计算,得到了具体的新系统谐波分布情况,为滤波装置的综合设计提供了必要的先决条件。围绕整流侧采用感应滤波技术的新型换流变压器配套滤波装置设计特点,以及逆变侧采用无源滤波方式时滤波装置的设计特点,本文比较了两种不同滤波方式下滤波装置设计的调谐程度与难易程度,提出了以安全系数为偏调谐依据的传统无源滤波装置偏调谐设计方法,对不同型式滤波装置的工作机理与阻抗频率特性进行了详细分析,并对新型直流输电动模系统不同用途的滤波装置进行了综合设计。最后,运用Matlab/Simulink/PSB建立了新型直流输电模拟系统的稳态仿真模型,对新系统进行了详细的稳态仿真与分析,得到了新型换流变压器与传统换流变压器各自网侧与阀侧的线电压、相电流仿真结果及其傅立叶分析结果,通过对各种结果数据进行整理与分析,表明新型感应滤波技术较之传统无源滤波方式所具有的良好的谐波屏蔽效果,并且能改善阀侧线电压波形,这有利于换流桥的正常换相与可靠运行,从而可增强直流输电系统运行的稳定性。