含多饋入直流輸電的交流系統(tǒng)諧振特性

刁冠勛，喬光堯，吉程，文俊

(1. 國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海市 200063；2. 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，北京市 102209；3. 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京市 102206)

?

含多饋入直流輸電的交流系統(tǒng)諧振特性

刁冠勛1，喬光堯2，吉程3，文俊3

(1. 國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海市 200063；2. 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，北京市 102209；3. 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京市 102206)

針對由6回高壓直流輸電及特高壓直流輸電組成的超大規(guī)模多饋入直流輸電系統(tǒng)共同接入的電網(wǎng)——華東電網(wǎng)，首先分析了12脈動換流器向電網(wǎng)注入諧波的工作機(jī)理以及電網(wǎng)諧振發(fā)生的原因。采用PSASP程序?qū)ι虾ｋ娋W(wǎng)所有500 kV及部分220 kV變電站進(jìn)行諧振掃描，掃描類型包括正常運行及可能導(dǎo)致電網(wǎng)諧振的故障工況。結(jié)果表明：正常運行時，一些變電站存在低次頻率的串聯(lián)及并聯(lián)諧振頻率；而在故障工況下，某些變電站的諧振特性將發(fā)生很大改變，將新增針對第8次、11次及13次的并聯(lián)諧振頻率，因此可能與交流系統(tǒng)第7次背景諧波以及12脈動換流器的第11次及13次特征諧波產(chǎn)生諧波放大甚至諧振，從而產(chǎn)生諧振過電壓及過電流。最后提出了抑制諧振的措施。

多饋入直流輸電；多饋入交直流輸電系統(tǒng)；諧振；阻抗掃描；過電壓；諧波

0 引 言

高壓直流(high-voltage direct current， HVDC)輸電由于其輸電距離不受同步運行的穩(wěn)定性限制、輸送容量大、損耗小、功率調(diào)節(jié)迅速靈活、節(jié)約土地資源等優(yōu)點，在遠(yuǎn)距離大容量輸電、跨海峽送電以及電網(wǎng)的非同步聯(lián)網(wǎng)等方面得到了十分廣泛的應(yīng)用。我國能源資源和生產(chǎn)力發(fā)展極不均衡，需要在全國范圍內(nèi)進(jìn)行能源的優(yōu)化配置。由此提出的“西電東送，全國聯(lián)網(wǎng)”的能源戰(zhàn)略，主要通過高壓直流輸電來實現(xiàn)[1-3]。

當(dāng)兩回及以上回高壓直流輸電落點于同一交流系統(tǒng)時，由此形成的直流輸電系統(tǒng)稱為多饋入直流(multi-infeed direct current，MIDC)輸電系統(tǒng)，該交流系統(tǒng)稱為含有多饋入直流輸電系統(tǒng)的電網(wǎng)，包含多饋入直流輸電系統(tǒng)及所接入交流系統(tǒng)的互連系統(tǒng)統(tǒng)稱為多饋入交直流(multi-infeed direct current & alternative current，MIDC-AC)輸電系統(tǒng)。目前，我國已形成2個含有超大規(guī)模多饋入直流輸電系統(tǒng)的電網(wǎng)，分別是：1)華東電網(wǎng)，其多饋入直流輸電系統(tǒng)由6回直流組成：葛南直流(±500 kV、1 200 MW、1.2 kA)，龍政、宜華及林楓直流(±500 kV、3 000 MW、3 kA)，復(fù)奉特高壓直流(±800 kV、6400 MW、4 kA)，錦蘇特高壓直流(±800 kV、7200 MW、4.5 kA)；2)廣東電網(wǎng)，其多饋入直流輸電系統(tǒng)包含5回直流，分別是：天廣直流(±500 kV、1800 MW、1.8 kA)，三廣、高肇及興安直流(±500 kV、3000 MW、3 kA)，云廣特高壓直流(±800 kV、5000 MW、3.125 kA)。

與單回直流輸電比較，多饋入直流輸電系統(tǒng)的特點有[4-6]：

(1)輸送容量巨大。尤其是特高壓直流輸電的出現(xiàn)，使多饋入直流輸電系統(tǒng)的直流總輸送功率大大增加。

(2)運行方式更加靈活。

(3)每回直流間的相互影響不容忽視。由于多回直流通過同一交流系統(tǒng)實現(xiàn)互連，當(dāng)各換流站間電氣耦合緊密時，可能出現(xiàn)以下嚴(yán)重后果：

1)單回直流故障范圍擴(kuò)大。單回直流故障可能導(dǎo)致多回直流運行困難，甚至相繼閉鎖，使直流總輸送功率急劇降低，即存在直流小擾動失穩(wěn)的風(fēng)險。

2)故障后的恢復(fù)更加困難。單回直流故障清除后，其他直流的作用可能會使其在故障后的恢復(fù)過程中發(fā)生換相失敗，甚至不能恢復(fù)運行，還可能引發(fā)正常運行的直流停運。

3)諧波的相互作用錯綜復(fù)雜，諧波不穩(wěn)定發(fā)生的概率增大。對于交流系統(tǒng)而言，每組換流器都是一個巨大的諧波源，這些諧波在一個相對狹窄的交流系統(tǒng)內(nèi)相互作用，可能導(dǎo)致按現(xiàn)有濾波器設(shè)計原則安裝的交流濾波器過載，也可能因為與交流系統(tǒng)的某些特定運行方式產(chǎn)生并聯(lián)諧振，或諧波放大，出現(xiàn)諧波不穩(wěn)定，使換流母線電壓嚴(yán)重畸變，從而導(dǎo)致直流運行困難甚至閉鎖。

4)直流及交流接地網(wǎng)電壓上升，危及電氣設(shè)備的絕緣，對直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅。

與僅含有單饋入直流輸電的交流系統(tǒng)相比，含有多饋入直流輸電系統(tǒng)的電網(wǎng)具有以下特點[4，7-8]：

(1)頻率穩(wěn)定困難。當(dāng)多回直流相繼甚至同時停運時，電網(wǎng)有功功率缺額急劇增加，如果缺乏足夠充裕的備用機(jī)組以及快速靈活且協(xié)調(diào)的控制手段，則必將導(dǎo)致電網(wǎng)頻率崩潰。

(2)電壓穩(wěn)定難度大為增加。當(dāng)來自交直流系統(tǒng)的的擾動導(dǎo)致多回直流相繼閉鎖時，各換流站母線電壓急劇波動，可能使交流系統(tǒng)電壓失穩(wěn)。

(3)電網(wǎng)的背景諧波大為增加。換流器向交流系統(tǒng)注入特征及非特征諧波電流，并在換流母線上產(chǎn)生相應(yīng)的背景諧波電壓?？赡芤l(fā)交流濾波器與交流系統(tǒng)的某些特定運行方式產(chǎn)生諧波放大，甚至并聯(lián)諧振。頻率小于20 kHz的低次諧波對電氣設(shè)備的影響主要是：①諧波放大甚至諧振，危及電氣設(shè)備及人員的安全；②由于附加損耗增加，引起設(shè)備過熱、壽命縮短；③使旋轉(zhuǎn)設(shè)備機(jī)械振動加劇。

綜上所述，多饋入交直流輸電系統(tǒng)由于連接形式的復(fù)雜程度大大增加，必然給交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及控制帶來諸多問題。在不利情況下，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，甚至威脅到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。上海電網(wǎng)近幾年來發(fā)生了幾次諧波超標(biāo)事件，甚至波及到0.4 kV電壓等級的用電設(shè)備的安全。

在此背景下，本文針對上海電網(wǎng)所有500 kV變電站及部分220 kV變電站進(jìn)行諧振掃描，判定各變電站的固有諧振頻率及其諧振特性，并結(jié)合可能導(dǎo)致電網(wǎng)諧振的故障工況，研究其對變電站諧振特性的影響，進(jìn)而提出抑制諧振的措施。本文的研究成果對電網(wǎng)的諧波安全穩(wěn)定運行具有一定的指導(dǎo)作用。

1 換流器注入電網(wǎng)的諧波分析

高壓直流輸電由整流站、逆變站和直流輸電線路3部分組成。其中整流站和逆變站主要包括12脈動換流器(12p)，換流變壓器(T1、T2)，交直流濾波器(ACF、DCF)，無功補(bǔ)償裝置(QC)以及直流平波電抗器(Ld)等設(shè)備，如圖1所示。

圖1 換流站單極接線圖Fig.1 Schematic diagram of converter station with one pole

在每個電源周期，12個換流閥以V1，V2，…V12的順序間隔30°輪流觸發(fā)導(dǎo)通，從而將直流極線上近似恒定的直流電流Id轉(zhuǎn)變?yōu)閾Q流器交流三相電流，相電流is的波形見圖2[9]。由圖2可見，is含有諧波，因此對于交流系統(tǒng)而言，12脈動換流器是諧波電流源。

圖2 12脈動換流器交流相電流波形Fig.2 Waveform of AC phase current of 12-pulse converters

利用換流器經(jīng)典諧波解析方法—開關(guān)函數(shù)法，對圖2所示的相電流進(jìn)行分解，可得到以下結(jié)論[10-13]：

1)數(shù)值最大、諧波危害最嚴(yán)重的特征諧波為12k±1=11、13、23、25……次諧波(k為自然數(shù))，此外還包含除特征諧波以外的所有頻率成分的諧波，這些諧波的數(shù)值遠(yuǎn)小于特征諧波，屬于非特征諧波。

2)當(dāng)直流電流中還含有第m次背景諧波時，換流器注入交流系統(tǒng)的諧波主要包含以下2部分：

(a)對應(yīng)恒定直流電流的特征諧波，即11、13、23、25……次諧波；

(b)由第m次直流諧波電流產(chǎn)生的主導(dǎo)非特征諧波，即|m±1|次諧波。

2 華東電網(wǎng)簡介

本文針對以上海為中心的華東電網(wǎng)展開諧振特性研究。華東電網(wǎng)由上海、江蘇、浙江、山東、安徽、江西以及福建7個地區(qū)電網(wǎng)共同組成。6回多饋入直流輸電系統(tǒng)接入華東電網(wǎng)的接線圖如圖3所示。其中含有饋入直流的2個子網(wǎng)——上海及江蘇電網(wǎng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。

圖3 華東電網(wǎng)與多饋入直流輸電系統(tǒng)示意圖Fig.3 Schematic diagram of East-China Power Grid & MIDC transmission systems表1 上海及江蘇電網(wǎng)部分?jǐn)?shù)據(jù)Table 1 Parameters of ShangHai & JiangShu power grids

由表1和圖3可知，兩回直流接入江蘇電網(wǎng)的500 kV電壓等級，即龍政直流和錦蘇特高壓直流；接入上海電網(wǎng)500 kV電壓等級的有宜華、林楓直流以及復(fù)奉特高壓直流，接入上海電網(wǎng)220 kV電壓等級的是葛南直流。上海電網(wǎng)共有500 kV變電站20座，分別是國奉賢，國楓涇，國華新，滬徐行，滬黃渡，滬練塘，滬泗涇，滬新余，滬南橋，滬亭衛(wèi)，滬三林，滬楊高，滬靜安，滬遠(yuǎn)東，滬顧路，滬楊行，滬上漕，滬外二，滬外三以及滬石二。

3 電網(wǎng)諧振特性研究

交流系統(tǒng)由于包含感性和容性設(shè)備，因此存在多個由電氣設(shè)備參數(shù)和電網(wǎng)運行方式共同決定的固有諧振頻率。當(dāng)交流系統(tǒng)中出現(xiàn)這些頻率分量的諧波源時，將引起電網(wǎng)局部發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，使參與諧振的電氣設(shè)備產(chǎn)生過電壓和過電流，危害設(shè)備的安全，進(jìn)而危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。對于含有多饋入直流輸電系統(tǒng)的電網(wǎng)而言，注入的諧波成分極大增加，同時諧波的總干擾強(qiáng)度極大增強(qiáng)，在電網(wǎng)的某些特定運行方式下，可能導(dǎo)致個別變電站發(fā)生諧波放大甚至諧振[14-15]。為此，本文針對上海電網(wǎng)所有500 kV變電站及部分220 kV變電站進(jìn)行諧振掃描，判定各變電站的固有諧振頻率及其諧振特性，并結(jié)合可能導(dǎo)致電網(wǎng)諧振的故障工況，研究其對變電站諧振特性的影響。

3.1 諧振掃描工具及實現(xiàn)方法

電力系統(tǒng)分析綜合程序(power system analysis software package， PSASP)由中國電力科學(xué)研究院研發(fā)，在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。該程序與國內(nèi)普遍使用的其他主流潮流計算軟件，如BPA、PSS/E等，具有良好的兼容性，可以輕松實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，同時還與Excel、AutoCAD、Matlab等通用分析軟件的接口方便，因此本文采用PSASP實現(xiàn)諧振計算，即進(jìn)行諧波阻抗掃描，以判定電網(wǎng)的諧振特性。

諧波阻抗掃描的實現(xiàn)步驟是：

(1)確定設(shè)備的諧波模型；

(2)確定掃描的母線及其類型；

(3)確定諧波潮流計算類型，可選項有：單相諧波潮流計算、三相對稱諧波潮流計算和三相不對稱諧波潮流計算；

(4)電網(wǎng)主潮流計算；

(5)多諧波源潮流計算；

(6)輸出諧波阻抗掃描結(jié)果。

諧波阻抗掃描的頻率范圍取為50～2 500 Hz。

3.2 諧振掃描結(jié)果分析

3.2.1 正常運行

以2014年夏大潮流為基礎(chǔ)，對上海電網(wǎng)20座500 kV變電站及部分220 kV變電站進(jìn)行諧振掃描。由于篇幅所限，本文僅列出具有25次以下諧振頻率的變電站的諧振掃描結(jié)果，如表2所示。

表2 正常運行時諧振掃描結(jié)果

Table 2 Resonance scan results in normal operation

交流系統(tǒng)的主要背景諧波是3、5、7次。由表2可知，正常運行時，可能引起與這些背景諧波產(chǎn)生諧波放大甚至諧振的變電站有：國奉賢、滬練塘、滬泗涇、滬新余、滬南橋、滬亭衛(wèi)、滬三林、滬楊高、滬靜安、滬遠(yuǎn)東和滬上漕，為此應(yīng)注意消除500 kV電網(wǎng)的這些背景諧波，以防發(fā)生諧振或諧波放大。逆變站產(chǎn)生的主要特征諧波包含11、13、23、25次，交流濾波器主要針對這些諧波進(jìn)行抑制。如果交流濾波器故障，必然導(dǎo)致這些諧波大量注入交流系統(tǒng)，引起諧波嚴(yán)重超標(biāo)，如果變電站具有這些頻率附件的固有諧振頻率，就可能發(fā)生諧振或諧波放大，這些變電站有：國楓涇、滬徐行、滬練塘、滬南橋、滬三林、滬楊高、滬靜安、滬遠(yuǎn)東和滬石二。其中，國楓涇和滬南橋變電站同時也是直流逆變站，因此發(fā)生針對第11次諧波的并聯(lián)諧振的風(fēng)險很大。為此，建議重點加強(qiáng)對這2個站的諧波檢測，一旦發(fā)現(xiàn)該次數(shù)的諧波超標(biāo)，可考慮對應(yīng)直流降功率運行，乃至單極停運。

3.2.2 電網(wǎng)故障運行

針對500 kV輸電線路的N-1運行進(jìn)行諧振掃描，發(fā)現(xiàn)存在以下諧振現(xiàn)象：

(1)與變電站電氣距離遠(yuǎn)的輸電線路斷線時，對該變電站的諧振特性幾乎沒有影響，即不會增加或減少串并聯(lián)諧振頻率，而且對諧振阻抗的數(shù)值也幾乎無影響。

(2)與變電站直接相連的輸電線路斷線時，對該變電站的諧振特性有一定影響，通常不會改變正常運行方式下的串并聯(lián)諧振頻率，但是其諧振阻抗值有所變化，影響程度如圖4(a)所示。這些變電站包含：1)國奉賢，影響線路是滬遠(yuǎn)東—滬三林，滬遠(yuǎn)東—滬顧路和滬遠(yuǎn)東—滬亭衛(wèi)；2)國楓涇，影響線路是滬黃渡—滬泗涇及滬練塘—滬泗涇；3)滬徐行，影響線路是滬黃渡—滬徐行、滬黃渡—滬泗涇；4)滬練塘，影響線路是滬練塘—滬泗涇和滬練塘—滬亭衛(wèi)；5)滬泗涇，影響線路是滬黃渡—滬泗涇及滬練塘—滬泗涇；6)滬新余，影響線路是南橋—滬新余；7)滬南橋，影響線路是滬南橋—滬新余和滬南橋—滬亭衛(wèi)；8)滬三林，影響線路是滬遠(yuǎn)東—滬顧路和滬遠(yuǎn)東—滬亭衛(wèi)；9)滬石二，影響線路是滬黃渡—滬徐行。

(3)一些變電站極大地受到斷線故障的影響，其諧振特性變化很大，主要表現(xiàn)為新增低次諧振分量，如表3所示，影響程度詳見圖4(b)。表3表明，500 kV輸電線路斷線的嚴(yán)重后果是使7個變電站新增針對第8次、11次和13次諧波的并聯(lián)諧振。如果電網(wǎng)中第7次背景諧波超標(biāo)，則可能引發(fā)這些變電站的諧波放大。而如果4回多饋入直流輸電系統(tǒng)的第11次和第13次諧波超標(biāo)，則上述變電站可能出現(xiàn)這些頻率分量的并聯(lián)諧振。尤其對國華新變電站而言，其針對第13次諧波發(fā)生諧振的幾率更大，因為它本身就是產(chǎn)生大量諧波的逆變站。因此，建議重點加強(qiáng)對這些變電站的諧波檢測，一旦發(fā)現(xiàn)該次數(shù)的諧波超標(biāo)，可考慮相應(yīng)直流降功率運行，乃至單極停運。此外，表3還表明，滬遠(yuǎn)東—滬亭衛(wèi)以及滬黃渡—滬徐行這2條輸電線路的斷線對多個變電站的諧振特性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此運行中應(yīng)盡量避免對這2條線的斷線操作。

圖4 故障對諧振特性有影響的諧振掃描結(jié)果示例圖Fig.4 Samples of resonance scans with fault influence on resonance characteristics表3 故障運行時諧振特性變化嚴(yán)重的諧振掃描結(jié)果Table 3 Resonance scan results in fault operations with serious change of resonance characteristics

4 結(jié) 論

(1)正常運行時，國奉賢、滬練塘等11個變電站的諧振頻率非常接近交流系統(tǒng)最主要的背景諧波，即第3次、5次和7次諧波分量，因此可能引起這些諧波頻率的諧波放大甚至諧振。為此應(yīng)注意控制500 kV電網(wǎng)的這些背景諧波不超限。

(2)國楓涇和滬南橋變電站是直流逆變站，同時具有第11次諧波的固有并聯(lián)諧振頻率，因此發(fā)生針對第11次諧波的并聯(lián)諧振的風(fēng)險很大。建議重點加強(qiáng)對這2個站的諧波檢測，一旦發(fā)現(xiàn)該次數(shù)的諧波超標(biāo)，可考慮對應(yīng)直流降功率運行，乃至單極停運。

(3)與變電站電氣距離遠(yuǎn)的輸電線路斷線時，對該變電站的諧振特性幾乎沒有影響，即不會增加或減少串并聯(lián)諧振頻率，而且對諧振阻抗的數(shù)值也幾乎無影響。

(4)與變電站直接相連的輸電線路斷線時，對該變電站的諧振特性有一定影響，通常不會改變正常運行方式下的串并聯(lián)諧振頻率，但是其諧振阻抗值有所變化。

(5)某些500 kV輸電線路斷線的嚴(yán)重后果是使7個變電站新增針對第8次、11次和13次的并聯(lián)諧振頻率，因此可能與交流系統(tǒng)第7次背景諧波以及12脈動換流器的第11次及13次特征諧波產(chǎn)生諧波放大甚至諧振，從而產(chǎn)生諧振過電壓及過電流。因此，建議重點加強(qiáng)對這些變電站的諧波檢測，一旦發(fā)現(xiàn)該次數(shù)的諧波超標(biāo)，可考慮相應(yīng)直流降功率運行，乃至單極停運。此外，滬遠(yuǎn)東—滬亭衛(wèi)以及滬黃渡—滬徐行這2條輸電線路的斷線對多個變電站的諧振特性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此運行中應(yīng)盡量避免對這2條線的斷線操作。

[1]張文亮，湯涌，曾南超.多端高壓直流輸電技術(shù)及應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010，34(9)：1-6. Zhang Wenliang，Tang Yong，Zeng Nanchao.Multi-terminal HVDC transmission technologies and its application prospects in China [J].Power System Technology，2010，34(9)：1-6.

[2]趙杰.我國直流輸電技術(shù)自主創(chuàng)新研究[J].中國電力，2006，39(6)：1-4. Zhao Jie.Research on self-reliance innovation in HVDC power transmission technologies [J].Electric Power，2006，39(6)：1-4.

[3]饒宏，黃瑩，黎小林，等.±800 kV 特高壓直流輸電標(biāo)準(zhǔn)體系及主設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，4(增刊)：167-170. Rao Hong， Huang Ying， Li Xiaolin，et al.Investigation of ±800 kV UHVDC transmission standard system and the standards for main equipments[J].Southern Power System Technology，2010，4(S)：167-170.

[4]邵瑤，湯涌.多饋入交直流混合電力系統(tǒng)研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(17)：24-30. ShaoYao， TangYong， Research survey on multi-Infeed AC/DC hybrid power systems [J].Power System Technology，2009，33(17)：24-30.

[5]徐政.含多個直流換流站的電力系統(tǒng)中交直流相互作用特性綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998，22(2)：16-19. Xu Zheng.AC/DC and DC/DC interactions of multiple HVDC links terminating in the same AC system[J].Power System Technology，1998，22(2)：16-19.

[6]楊衛(wèi)東，徐政，韓禎祥.多饋入交直流電力系統(tǒng)研究中的相關(guān)問題[J].電網(wǎng)技術(shù)，2000，24(8)：13-17. Yang Weidong，Xu Zheng，Han Zhenxiang.Special issues and suggestions on multi-infeed AC/DC power systems[J].Power System Technology，2000，24(8)：13-17.

[7]郭小江，郭劍波，馬世英，等.基于多饋入短路比的多直流落點選擇方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2013，33(10)：36-42. Guo Xiaojiang，Guo Jianbo，Ma Shiying，et al.A method for multi DC terminal location selection based on multi-infeed short circuit ratio [J].Proceedings of the CSEE，2013，33(10)：36-42.

[8]林偉芳，湯涌，卜廣全.多饋入交直流系統(tǒng)短路比的定義和應(yīng)用[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2008，28(31)：1-8. Lin Weifang，Tang Yong，Bu Guangquan.Study on voltage stability of multi-infeed HVDC power transmission system[J].Proceedings of the CSEE，2008，28(31)：1-8.

[9]韓民曉，文俊，徐永海.高壓直流輸電原理與運行[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[10]Hu Lihua，Yacamini R.Harmonic transfer through converters and HVDC links[J].IEEE Transactions on Power Electronics,1992，3(7)： 514-525.

[11]Hu Lihua，Morrison R E.The use of modulation theory to calculate the harmonic distortion in HVDC systems operating on an unbalanced supply[J].IEEE Transactions on Power Electronics，1997，12(2)：973-980.

[12]徐政.交直流電力系統(tǒng)動態(tài)行為分析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：82-83.

[13]梁繼云.高壓直流輸電中的諧波分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2012.

[14]丁揚，種芝藝，黃杰，等.高壓直流輸電工程諧振研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(12)：189-194. Ding Yang， Chong Zhiyi， Huang Jie， et al. Study on DC resonance in HVDC power transmission projects[J].Power System Technology， 2012， 36(12)： 189-194.

[15]楊志棟，李亞男，殷威揚，等.±800 kV向家壩—上海特高壓直流輸電工程諧波阻抗等值研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007，31(18)：1-4. Yang Zhidong，Li Ya’nan，Yin Weiyang，et al. Study on harmonic impedance equivalents used for AC filter design of ±800 kV UHVDC transmission project from Xiangjiaba to Shanghai[J].Power System Technology，2007，31(18)：1-4.

(編輯：張媛媛)

Resonance Characteristics of AC Systems with MIDC Transmission Systems

DIAO Guanxun1， QIAO Guangyao2， JI Cheng3， WEN Jun3

(1. Inspection & Maintenance Company, SMEPC, Shanghai 200063, China;2. State Power Intelligent Grid Research Institute, Beijing 102209, China;3. School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

In allusion to the East China Power Grid connected with super-large scale multi-infeed direct current (MIDC) transmission systems, which were composed of six HVDC and UHVDC transmission systems, firstly, the working mechanism of 12-pulse converter producing harmonic in grid and the reasons of power system resonance were analyzed. In addition, resonance scan was conducted for all 500 kV and part of 220 kV substations of Shanghai Power Grid with using PSASP program, scan types consisted of normal operation condition and fault operation conditions that might cause resonance in AC system. The results show that: in normal operation condition, some substations have serial and parallel resonance under low-order harmonic; while in fault operation condition, huge change may happen in some substations, the 8th, 11th and 13th harmonic parallel resonance may appear in these substations, which may cause harmonic amplification even harmonic resonance in 7th background harmonic in the AC system and the characteristic harmonics of 12-pulse converters: 11th and 13th harmonic, thereby leading to harmonic overvoltage and overcurrent. At last, the harmonic suppression measures were proposed.

multi-infeed direct current (MIDC) transmission; multi-infeed direct current & alternative current (MIDC-AC) transmission system; resonance; impedance scan; overvoltage; harmonic

國家電網(wǎng)公司科技項目 (SGRIDL7114006)。

TM 711

A

1000-7229(2015)06-0059-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.06.010

2015-03-01

2015-04-29

刁冠勛(1979)，男，碩士，從事直流換流站運行、檢修和電能質(zhì)量專業(yè)工作；

喬光堯(1981)，男，工程師，主要研究方向為電能質(zhì)量，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用；

吉程(1990)，男，碩士研究生，研究方向為高壓直流輸電系統(tǒng)運行分析；

文俊(1963)，女，教授，研究方向為高壓直流輸電系統(tǒng)運行分析與規(guī)劃的研究。