三相不对称系统

三相不对称系统（精选四篇）

三相不对称系统 篇1

2006年11月21日, 湘西古丈县35k V河工线试送电时, 河西变电站监控装置发线路接地信号。22日, 施工队组织人员对线路进行了检查测试。经排查未发现异常, 线路绝缘较好, 大于1000MΩ。当晚, 线路试送电前后, 在河西变电站对35k V二次电压进行了测试, 测试结果如下:

河工线送电前 A相:56V、B相:64V、C相:56V、U0:9V;

河工线送电后 A相:50V、B相:72V、C相:55V、U0:23V。

河工线送电后, 河西变监控装置发线路接地信号, 监控显示A相电压降低 (16.9k V) , B相电压升高 (25.2k V) , C相电压基本无变化 (19.5k V) , 电压无波动现象。同时, 110k V古丈变、栖凤湖变35k V母线电压变化基本与河西变一致。

2 三相电压不对称的理论分析

35k V网络在消弧线圈投入运行前或退出运行后 (如图1) , 即中性点隔离开关断开时, 因架空线路的三相对地电容不太平衡, 电网的中性点总是呈现一定数值的对地电压, 即所谓“不对称电压”。

当电网中性点处于不接地状态下运行时, 三相的对地电容电流, 只能以大地作为返回之通路。根据基尔霍夫定律可得:

假设三相对地的漏导电阻相等, 可得中性点对地的不对称电压因子:

当消弧线圈投入运行后, 补偿电网在正常运行情况下消弧线圈的电感与电网的三相对地电容构成电压谐振回路 (如图2) 。

由于电网中性点有不对称电压存在, 回路便有零序电流流过, 于是在消弧线圈的两端产生了电位差, 该电位差就是中性点位移电压。为了使接地电弧易于熄灭, 消弧线圈一般都靠近谐振点运行。由于电压谐振的关系, 远大于。

根据图2, 中性点位移电压的大小和方向, 可以确定:

常用v表示消弧线圈的失谐度。因此, 可用增大失谐度的办法来降低中性点位移电压的位移度。但实际上, 位移度并非越小越好, 随着位移度的降低, 故障点的残流必然增大, 这对接地电弧的自动熄灭将会产生不利的影响。

为限制电力系统不对称电压, 中性点非直接接地的电力网, 为降低中性点长期运行的电位, 可用换位或变换线路相序排列的办法来平衡不对称电容电流。

3 零序电压升高的原因及对策

河工线线路绝缘良好且绝缘电阻基本平衡, 线路对地、物距离均符合要求, 可排除河工线不完全接地的可能。从河西变35k V二次电压测试结果分析, 河工线送电时不存在电压谐振的现象;正常运行时, 古丈35k V输电线路存在“虚幻接地”现象, 即35k V线路对地电容不等, 导致B相电压升高。由于古丈35k V输电线路网络未考虑线路换位, 可以推断线路对地电容不平衡是古丈35k V网络电压不平衡的原因, 也是河工线送电时河西变35k V零序电压过高的首要原因。

由于古丈变35k V消弧线圈整定在20A, 而古丈35k V输电网络电容电流理论值也接近20A, 接近全补偿方式, 消弧线圈的失谐度较大, 导致古丈35k V网络的中性点位移电压较大。

三相不对称系统 篇2

机电系统Mei对称性的共形不变性与守恒量

研究机电系统Mei对称性的共性不变性与守恒量. 由系统的Lagrange-Maxwell方程, 给出系统Mei对称性的共性不变性,导出系统Mei对称性的共性不变性的相关条件,得到系统的`确定方程,讨论共形不变性与Noether 对称性, Lie对称性以及Mei对称性之间的关系及相应的守恒量.举例说明结果的应用.

作 者：王小明 李元成 夏丽莉 WANG Xiao-Ming LI Yuan-Cheng XIA Li-Li  作者单位：王小明,李元成,WANG Xiao-Ming,LI Yuan-Cheng(中国石油大学(华东)物理科学与技术学院,山东,东营,257061)

夏丽莉,XIA Li-Li(河南教育学院,物理系,河南,郑州,450014)

刊 名：贵州大学学报（自然科学版）  ISTIC英文刊名：JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 26(6) 分类号：O320 关键词：机电系统   Mei对称性   共形不变性   守恒量  

三相不对称系统 篇3

关键词：路灯线路;N线截面;三相四线对称电源;不平衡电流

0 引言

随着我国经济的不断增长，城市化进程加快，城市的基础设施建设也得到了进一步的完善。但是在城市的路灯照明系统中，经常发生线路和电流故障等问题，影响了路灯照明系统的正常稳定运行，如何通过分析路灯系统来提高路灯系统的运行效率和稳定性成为了人们关心的问题。下面就此进行讨论分析。

1三相四线制路灯系统概述

由三相四线对称电源供电的路灯线路，一般将路灯的个数设置为3的整倍数。由于每个灯泡的技术参数相同，这样可以使得每相连接的路灯个数相等，使得路灯线路运行在三相平衡状态。路灯一般依次接在A、B、C三相上，连接示意图见图1。

图1 三相四线路灯线接线示意

图1中由于灯泡的技术参数相同，每相的路灯数量相等，且供电的三相四线电源也是对称的，故三相电流、、也是對称的，向量关系如图2所经验交流示。路灯光源一般采用气体放电灯，这种灯是感性负载，相电电流滞后于相电压1个角度ψ，0°<ψ<90°。当负载为纯电阻时，ψ=0°;当负载为纯电感时，ψ=90°;当负载既有电阻又有电感时，ψ∈（0°，90°）。正常情况下、、的向量和为0，N线中没有电流流过。

图2三相四线路灯线路向量关系

2不平衡电流分析

三相四线制路灯系统的运行是1个动态过程，当有路灯发生故障时，路灯线路会运行在不平衡的状态，N线中就会有不平衡电流。以下分3种情况分析不平衡电流的大小，确定不平衡电流的最大值，根据此最大值确定N线截面。以中性点为节点，假定A、B、C三相的电流、、流入中性点，N线电流流出中性点，由节点电流定律可知++-=0，即=++，下文中將以此公式为基础对N线中的不平衡电流进行分析。

2.1三相中只有1相燈亮

假设三相中只有A相路灯正常，其他两相的路灯均损坏。这种情况下路灯电路中电压和电流的向量关系如图3所示。通过图3可知，流过零线的不平衡电流就是相电流，当A相所接的路灯全部正常时，IN达到最大值。

圖3三相中只有1相灯亮时的向量关系

2.2三相中只有两相灯亮

假设三相中只有两相灯亮，另一相路灯全部损坏。以A、B两相均有路灯正常为例进行说明，考虑到一般情况，假设A、B两相中正常的路灯个数未知，即IA、IB的大小未知，由于灯泡的技术参数相同，A、B两相路灯负载功率因数相同（阻抗相同的n个路灯并联，线路总阻抗为单个路灯阻抗的1/n，但功率因数跟电阻与电抗的比值有关、与灯的数量无关，其等于单个路灯的功率因数，功率因数角为ψ），电压、电流的向量关系如图4所示。

图4三相中只有两相灯亮时的向量关系

由于三相四线电源是对称的，与的夹角为120°，落后于·UA角度ψ，也落后于角度ψ，故與的夹角也是120°。由平行四边形法则和余弦定理可知N线中的不平衡电流IN的平方I2N如公式（1）所示：

I2N=I2A+I2B-2IAIBcos（180°-120°）=I2A+I2B-IAIB   （1）

当IA=IB≠0即A、B两相亮灯数量相同时，由式（1）可知IN=IA=IB。当IA>IB>0即A相亮灯数量多于B相时，可以将IA看作常量，I2N看作以IB为自变量的函数，则I2N的几何图形为1条开口向上的抛物线的一部分，在IB=IA/2时，I2N取得最小值/4I2A，I2N的取值范围为（/4I2A，I2A），所以IN的取值范围为（/2IA，IA）。与、的向量關系如图5，其中的终点落在三角形ABO中，当落在线段AB的中点时，IN取最小值/2IA，当落在B点时，IN取最大值IA。当IB>IA>0即B相亮灯数量多于A相时，同理可以将IB看作常量，I2N看作以IA为自变量的函数，IN的取值范围为（/2IB，IB）。从以上分析发现，在三相中只有两相灯亮的情况中，零线不平衡电流IN总是不大于亮灯数量多的那相的电流，最坏情况是A、B两相所有路灯全部正常即IA=IB时，IN达到最大值。

图5三相中只有两相灯亮时的N线电流取值范围

2.3三相中均有灯亮

三相中均有路灯正常。考虑到一般情况，假设A、B、C三相中正常的路灯个数未知，即IA、IB、IC的大小未知，但每1相负载的功率因数与灯的数量无关，其等于单个路灯的功率因数，所以三相的功率因数是相同的，功率因数角为ψ，、、依次滞后于、、ψ角度而互差120°，向量關系如图6。下面分3种情况分析IN的大小。

图6三相中均有灯亮时的向量关系

第1种情况是IA=IB=IC，此时，由于、、对称分布，所以IN=0。

第2种情况是有两相电流相等且大于或者小于第3相电流。以A、B两相电流相等为例，即IA=IB>IC或者IA=IBIC，则IN=IA-IC

第3种情况为三相电流均不相等。假设IA>IB>IC，其向量关系如图7所示。与的和为，同2.2分析可知IB+C的取值范围为（/2IB，IB），滞后于角度的取值范围为（0°，60°）。由于滞后于120°，所以滞后于角度的取值范围为（120°，180°）。可以证明向量和向量之和向量的大小|A+B|与向量和向量之间的夹角Ψ（0°<Ψ<180°）的关系为：|A+B|随着Ψ变大而变小。当滞后于的角度为120°+dΨ时（dΨ为微小量），I2A+B+C=I2A+I2B+C-IAIB+C，由于IB+C的取值范围为（/2IB，IB），所以IA>IB>IB+C，同2.2分析可知IA+B+C的取值范围为（/2IA，IA），所以当滞后于角度为120°+dΨ时，IA+B+C

图7三相中均有灯亮时的N线电流取值范围

3 结语

综上所述，三相四线制路灯系统线路运行状态为不平衡时，不平衡电流在N线中的数值就不会比三相中电流最大的那1相的电流大，但是，在只有1相亮灯和只有两相亮灯并且两相亮灯的数目相同时，N线中的不平衡电流等于相电流。所以以电流为依据选择导线截面积的话，三相四线制路灯系统线路选择的N线截面應与相线截面相同。

参考文献：

[1]胡志轶.路灯配电及接地保护方式的探讨[J].工程管理前沿，2014年第12期.

三相不对称系统 篇4

电压源型换流器(VSC)是最常见的电力电子换流装置,可实现能量在交直流形式间的变换[1],是构成轻型直流输电系统[2-3]、静止无功发生器、有源滤波器和动态电压调节器等常用设备的基本单元,也是分布式电源接入电网的重要装置[4-5],将在电网中得到越来越广泛的应用。与此同时,换流器作为非线性装置,其产生的谐波问题也将日益突出。IEEE 1547标准明确规定了分布式电源接入后的各次谐波水平[6],因此有必要从机理出发,研究VSC在实际工况下谐波产生的原因及其抑制策略,以促进电力电子换流技术在电力系统中的应用。

VSC作为基于脉宽调制(PWM)策略的非线性电力电子装置,其本身也属于谐波源[7-8]。在对称稳态运行状态下,VSC只产生高次特征谐波,可通过高通滤波器滤除[9]。但当三相电压不对称时,由于交直流侧相互作用和电力电子开关的非线性特性, VSC将产生低次非特征谐波[10],给系统造成谐波污染。配电网中单相负荷不匹配、不对称故障、配电变压器参数不对称等原因造成的三相电压不对称时有发生,因此VSC对配电网的谐波污染尤为严重,需要仔细分析VSC在不对称工况下产生谐波的大小及其对电力系统的影响。

VSC产生的谐波是由交直流侧通过电力电子开关相互作用引起的,其特性复杂,需要建立能够综合考虑交直流侧相互作用和详细开关特性的谐波分析数学模型,才能准确揭示不对称三相电压下VSC产生谐波的机理并计算其大小。目前,通过坐标变换法[11]、扩展频域法[12]和动态相量法[13]等方法均可对VSC产生的谐波进行分析,但上述分析一般是基于直流电压恒定或简化开关特性的假设,无法很好体现交直流侧相互作用以及开关非线性特性对谐波的影响。

采用选择型调制方式(SHE-PWM)可以有效降低VSC产生的谐波[14-15]。该方法是以输出谐波总畸变率(THD)最小为目标,采用迭代求解的方式, 获得PWM脉冲的调制角以消除谐波。通过dq坐标变换,将正序基波分量转化为直流分量,再对VSC施加控制,以减少不对称分量和谐波分量对VSC产生谐波的影响,也可以达到抑制谐波的效果[16-17]。但该方法需要在坐标变换后引入低通滤波器,以提取直流分量,这必将影响系统的响应速度。 可见,有必要针对目前研究存在的局限性,从VSC产生谐波的机理出发,提出行之有效的谐波抑制策略,降低谐波对系统的影响。

本文通过对称分量法建立序分量动态相量分析方法;定义直流电压和交流电流各阶序分量动态相量为系统的状态变量,建立以状态空间描述的VSC序分量动态相量谐波解析分析模型,综合考虑开关函数详细动态特性和交直流侧谐波相互作用,揭示不对称三相电压下VSC产生谐波的机理,以及谐波解析求解方法。基于此,利用基波负序分量对谐波的作用分析结果,建立负序等效电路,提出负序补偿不对称调制方法,以达到基波不对称下谐波的抑制。

1 VSC序分量动态相量谐波分析模型

1.1序分量动态相量的定义及性质

k阶动态相量〈x〉k的定义为:

其实质是k阶傅里叶系数。动态相量具有线性性质、卷积性质、微分性质和共轭性质,其卷积性质为:

微分性质为:

共轭性质为:

对于三相交流系统,可通过对称分量法,将k阶动态相量转换为序分量动态相量:

式中:a=ej120°;T为对称分量法变换矩阵,其逆变换矩阵如下,

根据动态相量的微分性质,可得到序分量动态相量的微分性质为:

根据动态相量的共轭性质,可得序分量动态相量的共轭性质为:

序分量动态相量的微分性质和共轭性质是获得谐波分析模型的重要基础。

1.2 VSC时域模型

VSC属于强非线性设备,可用于整流和逆变, 其拓扑结构如图1所示。

当交流系统中性点不接地时,VSC的时域模型如下[18]:

式中:usA,usB,usC为交流侧系统三相电压;iA,iB,iC为交流侧系统三相电流;ucA,ucB,ucC为VSC交流侧三相电压;udc为VSC直流侧电压;idc为VSC直流侧电流;il=udc/Rdc,为直流系统电流,Rdc为直流系统等效电阻;R和L分别为VSC与交流系统间连接线路的电阻和电感;Cdc为VSC直流侧电容。

另外,可采用开关函数来表示VSC交流侧与直流侧电压、电流之间的关系:

式中:SA,SB,SC为VSC三相桥臂开关状态,上桥臂闭合时为1,下桥臂闭合时为-1。

由式(8)和式(9)建立的含开关函数的时域模型可详细描述VSC的动态特性。

1.3开关函数的动态相量

PWM从本质上可以分为自然采样、规则采样和直接调制3种方式[19]。本文主要讨论双边自然采样PWM。用f(x,y)表示PWM输出的开关函数SA,其中:x=ωct-θc,ωc和θc分别为载波角速度和相角;y=ωst+θs,ωs和θs分别为工频角速度和相角。f(x,y)的傅里叶系数就是PWM开关函数的各阶动态相量值。以A相为例,M为调制率。在[-π,π]的1个周期内,f(x,y)数值为:

利用双傅里叶变换,可得到A相开关函数的动态相量〈SA〉如表1所示。

注:m,n为整数。

表1中,Jn(ζ)为n阶贝塞尔(Bessel)函数。在三相对称调制下,B相和C相开关函数的k阶动态相量如下:

1.4 VSC动态相量模型

根据式(2)—式(4)的动态相量特性,可得VSC的交流电流动态相量模型如下:

式中:uN=(usA+usB+usC)/3。

直流电压动态相量模型为:

设n-1次以内的谐波为研究对象,则定义交流电流和直流电压的0,1,…,n-1阶动态相量为状态变量X= [〈iA〉0,〈iB〉0,〈iC〉0,〈iA〉1,〈iB〉1,〈iC〉1, …,〈iA〉n-1,〈iB〉n-1,〈iC〉n-1,〈udc〉0,〈udc〉1,…, 〈udc〉n-1]T。

则式(8)的时域方程变换为用动态相量描述的状态方程:

式中:U为由交流系统电压构成的输入变量;A为系数矩阵,可以分为4个子阵A11,A12,A21,A22,其中, A11和A22反映了交流系统和直流系统内部的电压电流关系,为对角阵,A12和A21则为由开关函数各阶动态相量构成的矩阵,描述了交直流系统间的相互作用;U,A11,A12,A21,A22的详细表达式见附录A式(A1)—式(A5)。

1.5 VSC的序分量动态相量谐波分析模型

定义交流电流的各阶序分量动态相量和直流电压的各阶动态相量为状态变量Xs= [〈iA(1)〉0, 〈iA(2)〉0,〈iA(0)〉0,〈iA(1)〉1,〈iA(2)〉1,〈iA(0)〉1,…, 〈iA(1)〉n-1,〈iA(2)〉n-1,〈iA(0)〉n-1,〈udc〉0,〈udc〉1,…, 〈udc〉n-1]T。

用对称分量法将式(14)变换成用序分量动态相量描述的状态转移方程:

式中:As为序分量动态相量谐波分析模型的系数矩阵;Us为交流系统电压序分量动态相量表示的输入变量,详细表达式见附录A式(A6)。

利用式(5),可将1.3节计算获得的三相开关函数动态相量〈SA〉k,〈SB〉k,〈SC〉k变换为序分量动态相量〈SA(1)〉k,〈SA(2)〉k,〈SA(0)〉k。根据式(7)给出的序分量动态相量共轭性质,可用开关函数序分量动态相量描述As。As中子阵TA12,A21T-1的详细表达式见附录A式(A7)和式(A8)。式(15)即为VSC的序分量动态相量谐波分析模型。该谐波解析分析模型综合考虑了开关函数的详细动态特性和交直流侧的相互作用。通过求解该状态方程,可获得状态变量的各阶动态相量,即交流电流和直流电压各次谐波的解析计算结果。

2不对称三相电压下VSC谐波产生机理分析

当PWM为三相对称调制时,开关函数的动态相量中只含有基频正序分量和高次特征分量。在分析交流系统基波不对称下VSC产生非特征谐波问题时,可忽略高次特征分量,即〈SA(1)〉1≠0,因此,在谐波分析过程中只需要考虑〈SA(1)〉1来体现交直流侧的相互作用。由式(15)序分量动态相量谐波分析模型,可得基波正序电流和直流电压的计算公式为:

式(16)的作用项为式 (1 7)的的作用项为因此,直流电压只与基波正序电流、电压相互作用 。

基波负序电流、3次谐波正序电流与直流2次谐波电压的计算公式为:

式 (18) 的和式 (19的作用项 均为式 (20) 的的作用项 包括因此,交流侧基波负序电流、直流侧2次谐波电压与交流侧3次正序谐波电流之间存在相互作用关系。各分量在交直流侧的相互作用关系为:1交流侧基波正序电压  交流侧基波正序电流  直流电压;2交流侧基波负序电压  交流侧基波负序电流  直流侧2次谐波电压  交流侧3次正序谐波电流  交流侧3次正序谐波电压。同理,基于该方法对VSC交直流侧各次谐波进行分析,可得到其相互作用的机理为:交流侧k次谐波负序电压  交流侧k次谐波负序电流  直流侧k+1次谐波电压  交流侧k+2次谐波正序电流  交流侧k+2次谐波正序电压。实际中,k一般为奇数。

当交流系统基波电压不对称时,由于系统存在基波负序电压,将产生交流侧基波负序电流。由上述相互作用关系可知,将会在直流侧产生2次谐波电压,并在交流侧产生3次谐波电流。因此,系统基波电压不对称下,交流侧基波负序电压通过交直流侧相互作用后,将在交流侧产生3次谐波电流。由于基波负序电压与交流3次谐波电流的作用关系相对独立,因此本文重点分析三相电压基波不对称时3次谐波电流的产生与抑制策略。

3不对称调制谐波抑制策略

三相电压基波不对称时,交流侧基波负序电压是产生3次谐波的关键因素,因此,抵消交流侧基波负序电压的作用,就能有效减少3次谐波的产生。 建立VSC与系统连接的负序等效电路如图2所示。 图中:s(2)为系统电压不对称时的负序分量;c(2)为 · VSC输出电压的负序分量,在对称调制时,c(2)== 0。此时负序电压分量将在交流侧产生负序电流,从而产生3次谐波

通过检测系统电压中的负序分量,在自然采样的正弦PWM的调制波中增加负序分量,使VSC输出电压中含有负序分量,用于抵消系统不对称电压中的负序分量,从而消除或抑制交流系统中的负序电流分量,即可达到抑制3次谐波的作用。该调制方式称为负序补偿不对称调制,具体表达式为:

式中:Amod,Bmod,Cmod为三相PWM波形;mod(1), · · mod(2),mod(0)为调制波 的正、负、零序分量,其中, mod(2)即为负序电压补偿量。

将计算出的负序补偿调制作为PWM的修正, 则可以使VSC产生相应的基波负序电压,从而抑制基波负序电流,达到抑制3次谐波的作用。

4仿真结果

本文利用MATLAB/Simulink分别对VSC序分量动态相量谐波分析模型和不对称调制谐波抑制策略进行验证。

4.1谐波分析模型验证

建立VSC的仿真模型如附录B图B1所示。 系统电源的额定电压为380 V/220 V,系统阻抗R=1Ω,L=1mH,直流侧电容Cdc=5 000μF,直流电阻Rdc=10Ω。设定调制波频率为工频50Hz,载波频率为1 050Hz(21倍工频),PWM为三相对称调制,三相调制率均为0.9,且三相对称。

设A相电压各为0.5和0.1(标幺值),B相和C相电压不变,则直流电压谐波的理论计算结果与仿真结果对比见表2,交流电流谐波的理论计算结果与仿真结果对比见表3。另外,图3和图4给出了当VA=0.5时的交流电流和直流电压的仿真波形。

设A相电压不变,相角为0°,B相和C相电压幅值为0.1,相角分别为±150°,则交流电流和直流电压的仿真波形如图5和图6所示。直流电压谐波的理论计算结果与仿真结果对比见表4,交流电流谐波的理论计算结果与仿真结果对比见表5。从理论计算结果与仿真结果的对比可以看出,两者在多种不对称情况下均是一致的,所建立的谐波分析模型适用于不对称情况下VSC产生谐波问题的分析。

4.2谐波抑制策略验证

利用附录B图B2所示的AC/DC/AC装置的仿真模型,验证谐波抑制策略。整流侧为不可控整流,直流额定电压为690 V,逆变侧额定电压为380V,输出电抗为0.2mH,电阻为0.1Ω。设定载波频率为1 050Hz(21倍工频)。

设A相电压幅值分别为0.9和0.5,B相和C相电压不变。由式(23)可求得:VA=0.5时,不对称调制率为[0.833,0.933,0.933];VA=0.9时,不对称调制率为[0.567,1.067,1.607],由于调制率不大于1,因此设计不对称调制率时,设定为[0.567, 1,1]。不对称调制与对称调制的交流3次谐波含有率对比如表6所示,可以看出,不对称调制策略对3次谐波含有率起到了明显的抑制作用。VA=0.5时,B相电流的波形和频谱分析结果如图7所示。

注:Vf和If分别为VSC交流侧基波电压和基波电流;VHR3和IHR3分别为3次谐波电压和电流含有率。

通过不对称调制,适当调整VSC交流侧基波电压的不对称度,即可抑制负序电流的产生,从而达到抑制3次谐波的效果。而且,不对称程度越严重,不对称调制的效果越好。从图7中还可以发现,交流电流中存在5次和7次谐波,这是由于不可控整流中,直流电压存在6次谐波分量,从而也验证了模型分析机理的正确性,以及本抑制策略仅对3次谐波电流有效,对5次和7次及高次谐波无效。

5结语

通过建立以状态空间描述的VSC序分量动态相量谐波解析分析模型,揭示VSC交直流侧谐波相互作用的机理,精确解析计算出三相不对称情况下VSC直流电压和交流电流的谐波分量,可实现VSC谐波的解析定量分析。

交流侧电压基波负序分量是引发交流侧3次谐波电流和直流侧2次谐波电压的关键因素。利用负序等值电路,设计了不对称调制谐波抑制策略,解析计算不对称调制信号,可有效降低三相电压不对称下VSC产生的3次谐波分量,但对其他次谐波无效。该策略具有解析求解、易于实现的优点,对降低VSC对电网谐波污染和推广VSC应用有重要意义。

附录见本刊网络版(http://aeps.sgepri.sgcc. com.cn/aeps/ch/index.aspx)。

摘要：不对称三相电压下,电压源型换流器(VSC)将产生低次谐波,给电网造成谐波污染。随着VSC在电力系统中的广泛应用,这类问题必须得到更多的关注,提出有效的解决方法。基于动态相量和序分量,推导出序分量动态相量,并对其特性进行了分析;将含开关函数描述的VSC时域模型转化为动态相量模型;定义交流电流和直流电压的各阶序分量动态相量为状态变量,建立了以状态空间描述的VSC序分量动态相量谐波分析模型,综合考虑了开关函数的详细动态特性和交直流侧谐波的相互作用,从而揭示了VSC产生谐波的机理,实现了VSC谐波的解析求解。在此基础上,提出负序补偿的不对称调制策略,以抑制低次谐波的产生。通过各种不对称情况下的仿真和计算,验证了所提出的谐波分析模型的正确性和谐波抑制策略的有效性。